朝鮮海軍目前可以說仍牢牢地掌握著“制海權”，將俄國艦隊堵在港口裡。
在攻擊海參崴的同時，劉冠雄也展開了針對躲在佐世保軍港的俄國艦隊的大膽的行動。
在得知孫綱親臨哈爾濱前線後，劉冠雄等完成護航任務的海軍官兵們徹底坐不住了，現在主帥都不在，為了給陸路戰場以有力的支援，同時擔心在佐世保的俄**艦溜出來偷襲中國沿海，劉冠雄和艦長們商量了一下後，決定不等朝廷的命令（現在其實也已經沒有什麼朝廷了），立刻採取行動，打擊俄國海軍，搶佔主動權，不給俄國人以任何喘息之機。
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（三百三十七）中國人的第一次海空協同作戰
在一切準備就緒之後，劉冠雄只留下兩艘新潛艇和“金元”號裝甲炮艦用來守衛旅順口，帶走了包括水上飛機母艦“漫遊者”號和南洋、廣東來的兩艘裝甲巡洋艦在內的所有水面艦艇，準備給予俄國海軍狠狠一擊。
這支由一艘老式鐵甲艦、九艘巡洋艦和兩艘魚雷艇組成的北洋艦隊“護岸艦隊”殺氣騰騰直奔佐世保而來，在外海巡航的俄國老式裝甲巡洋艦“米寧”號（排水量6234噸，主炮口徑203毫米）發現了前來進攻的中國艦隊，立刻掉頭就跑，但因為速度太慢，結果不久就被北洋諸艦追上“圍毆”，“米寧”號邊打邊逃，跑到佐世保港外時已經完全喪失了作戰能力，如果不是這艘裝甲巡洋艦“皮糙肉厚”，弄不好就成為了被中國海軍打沉的第二艘巡洋艦了。
聽到炮聲，在港內支援陸軍作戰的俄國大型巡洋艦“留裡克”號和“阿斯科爾德”號立刻衝出港外，救援已經被打成生活不能自理的“米寧”號，雙方隨即展開了激烈的炮戰，在戰鬥一開始，北洋艦隊的老式鐵甲艦“漫遊者”號就把三架水上飛機全都放飛了出去，立馬橫刀向俄艦撲來，開動全艦炮火向俄艦猛射，在“漫遊者”號的掩護下，北洋“護岸艦隊”的其它速度較快的巡洋艦以單縱陣猛撲上來，以一舷齊射的火力向兩艘俄國大型巡洋艦猛烈開火，俄國艦隊則以“留裡克”號在前，“阿斯科爾德”號在後，結成姊妹艦迎戰，雙方戰艦往來賓士。在佐世保港外大戰，俄國人的這兩艘大型巡洋艦雖然盔堅甲厚，火力強大，但畢竟是以二敵九，在北洋“護岸艦隊”七艘快速巡洋艦和兩艘裝甲巡洋艦的圍攻下中彈多處，一度燃起了大火，但俄國水兵竟然絲毫不懼，一邊作戰一邊救火，愣是死戰不退，讓在附近觀戰的英國海軍將士讚佩不已。
雙方交戰多時。北洋艦隊防護性稍差的“追日”號巡洋艦被“留裡克”號接連擊中後起火，被迫退出戰鬥滅火自救，“留裡克”號上地官兵見到“追日”號起火退走，全都禁不住歡呼起來。“留裡克”號總算給俄羅斯帝國海軍挽回了一些面子。
可沒等俄國水兵高興多久，他們就遇到了意想不到的麻煩。
那就是，天上的三架中國水上飛機。
在戰鬥一開始，為了不影響艦隊的火力發揮。這三架飛機就離開了自己的母艦，在天上觀戰，並時不時的發訊號報告俄艦的方位，但不久，這些飛機上的飛行員們就發現，俄國的“留裡克”號巡洋艦兇猛的炮火給大多是快速巡洋艦地北洋艦隊造成了很大的威脅，“追日”號巡洋艦的起火退出戰鬥更證實了飛行員們的擔心，但他們地飛機目前缺少進攻性武器，尤其是在這種激烈的海戰當中更是無法發揮作用。飛行員們不甘心在天上“袖手旁觀”，以他們獨特的方式加入了戰鬥當中，結果打響了中國人的第一次海空協同作戰！
當然了，也是世界戰爭史上地第一次海空協同作戰。
在海戰的關鍵時刻，三架中國水上飛機加入了戰團！
據“追日”號巡洋艦管帶黃鳴球說，“三飛機先後輪番向俄艦俯衝。以小炸彈向俄艦擲擊，雖中者寥寥，然俄兵大駭，其炮多不能取準，火力由是大減，則我艦之炮可以從容奮擊，故三飛機功莫大焉。”
三架飛機在“留裡克”號周圍不斷地來回俯衝干擾，並時不時的丟下一兩顆手榴彈，雖然給“留裡克”號造成不了多大的傷害。但卻嚴重的干擾了俄艦的開炮射擊。據飛行員們講的，“一枚手榴彈落在了敵艦炮罩裡。引爆了旁邊的彈藥，引起了一連串的爆炸，波及到了其它地炮位”，“留裡克”號因此火力大減，結果兩艘俄艦在北洋“護岸艦隊”的圍攻下中彈過多，終於無法堅持下去，只好退進了港口，藉助海岸炮兵的掩護才沒有被擊毀。
在雙方激烈炮戰地時候。遭受重創地“米寧”號趁機拼死逃進港內。好歹總算躲過一劫