敌舰队指挥官看到自己只能挨打，下令全线向远海撤退，甘宁就下令追击。敌舰队指挥官看到这样不是办法，就下令三艘四级军舰迎敌，拖住唐军的铁甲船，掩护主力撤退。甘宁看到敌舰太多，不可能将其全歼，决定就消灭眼前的前来阻击的敌舰。
他们始终保持着1200左右的距离，向敌舰射击，敌舰也徒劳地向他们开炮，炮弹落在了几百米之外。
经过了大约20分钟的战斗，三艘敌舰都被击沉了。这时，敌舰队已经逃得很远了，甘宁努力向敌舰追去，敌舰又留下了一艘三级的风帆战列舰，与唐军纠缠。经过了大约15分钟的战斗，又将敌舰击沉了。
敌舰队已经逃得很远了。此时海上的风浪较大，铁甲船上下起伏，晃动很大。甘宁下令返航。
此时，海面上有很多落水的倭寇。甘宁想起诸葛瑾传达的国王的命令，对于倭寇这种没有人性的玩意儿，不要俘虏，杀死一个算一个。于是下令捞起来几个带回去宣传，其余的让士兵们练了枪法。
此战击沉倭寇1艘三级风帆战列舰，4艘四级风帆战列舰。歼敌近2000人，唐军无一伤亡。
上海海战的结果，引起了世界各国的巨大反响。