对日本人来说，他们的噩梦仍然没有结束，木村刚中将下令他的运输船抢滩登陆。海军的军官们准备执行命令，但陆军的军官们却激烈反对，他们认为部队现在登陆十分困难。因此在清晨4时20分的时候，幸存的几艘日本商船和运输船开始抢滩搁浅。4时30分，木村刚残存的驱逐舰开始撤退，其中大部分仍然挤满了之前救起的士兵和船员。
过不多久，中国轻巡洋舰便出现了，他们肆无忌惮的轰击那些抢滩的商船，十分钟后，几架中国水上飞机也赶到了，向那些商船和已经卸载的小艇进行着扫射。几艘中国驱逐舰抵达了现场，在近距离向那些商船倾泻弹药，炮击持续了大约30分钟，日本船只全部着起了大火，落水的陆军士兵大部分淹死在了海里，只有极少数的人得以成功登岸并保住了性命。
在这场被称为“釜山海战”的夜战中，中国海军一共击沉了日本海军3艘战列舰，8艘巡洋舰，9艘驱逐舰，中国海军自身的损失是1艘巡洋舰、7艘驱逐舰，5艘鱼雷艇，另外有2艘巡洋舰和5艘驱逐舰受损。对于中国人来说，他们的损失显得微不足道，很容易就能够补上，而对于日本人来说，两艘主力战列舰和大量护卫舰艇的毁灭是难以弥补的损失。
“釜山”海战的结果传到日本国内后，日本举国震惊，两艘主力战列舰的沉没表明日本海军面对中国海军已经没有什么优势可言（此前民众对官方的宣传一直是深信不疑的），海战的惨败使日本国内的军国主义势力大受打击，让日本政府重新取回了这场战争的主导权。
这场海战的结果也导致荒村仲吾和木村刚前途的完结。他们声称击沉了一艘中国战列舰，但没有人相信这一战果。栀内曾太郎和他的参谋们看着损失的舰艇和人员，开始向大正天皇要求自朝鲜半岛撤退——这在以前是难以想象的。随后栀内曾太郎将荒村仲吾和木村刚贬到了其他地方。
日本人对这场海战进行了认真的调查和总结，一些专家认为，导致海战失败的一个重要的原因是日本鱼雷的命中率，由于射击角度狭窄和鱼雷的性能不稳定，导致在这场海战中，射向“中国战列舰”的鱼雷全都失去作用，以至于未能在有利的时机里击“胜利”号。而日本战列舰356毫米主炮虽然给了敌舰以沉重的打击，但其威力显然对盔坚甲厚的中国战列舰无法构成致命威胁。在这次海战结束后，日本海军加快了对新式大口径舰炮和更为先进的鱼雷的研制力度。
中国方面也进行了认真的战后总结，李景曦认为，他的计划和指挥是令整个特遣舰队一同行动，但却未曾想作战演化成了夜间的大混战。在这场海战中，中国海军的弱点也很多：驱逐舰分队协同很差；鱼雷的性能同样不稳定；而“胜利”号这样一艘美国制造的最新式的战列巡洋舰在战斗的关键时刻，供电系统的故障后险些导致一场灭顶之灾。李景曦在给杨朔铭的报告中写道：“我们应该认识到这些事实不应该被忘记，我们的全部优势都在于速度、防护和火力，很明显在人员的经验，技巧，训练或表现上，我们和日本人还是有一定的差距的。”有些事情李景曦没有在报告中提及，那就是他本人出色地应对危机和运用自身优势的表现，以及两艘战列巡洋舰上优秀的舰员。。.。
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