夜幕逐渐降临，已经登陆上岸的乾**队开始架设营幕帐篷，鸭绿江边燃起了星星点点的炊火，尚在舟中的士兵则继续聚集在船舷边，在军官的催促下加快换乘的动作。美国商船“哥伦比亚”号上的成员詹姆斯艾伦在回忆录《在龙旗下》中生动地记述了这一幕“……士兵们在沿岸临时搭起了他们的帐篷。十六日夜幕降临时，呈现出一幅粗旷的景色——宿营地的灯火沿着荒凉的江岸向远处伸延，在恐怖的黑暗中聚集着粗大的人影，在遥远的地方到处有灯光通明的军舰的巨大影像。”
“宁远”、“济远”2舰依旧在大东港港口默默注视着这片忙碌的场景，而此时护航舰队的主力都静静远泊在大东沟外的海中深水处，军舰外表上被称作维多利亚式的黄黑二色涂装已渐渐在暮色中成了模糊的一片，只有皎洁的月光多情地在黑夜里勾勒出她们的轮廓。
夜晚充满寒意的海风中，高居在桅盘内的了望兵依旧在睁大双眼，透过茫茫夜色竭力观察四方，为舰队充当预警角色，他们将最先迎来新一天的日出。
此刻，乾国海军护航编队的官兵，和大东沟内正在忙着登陆的陆军官兵们无法知晓的是，在这同一片月光下，海平线的另一端，有一支飘扬着太阳旗，全由白色军舰组成的舰队在高速航行，目的地也是大东沟。
最初日本舰队只从事保卫运输船，乾国主力舰队则只允许在渤海湾内巡航，禁止向自山东半岛成山头到鸭绿江一线以东出航。因此，两国都以海军作为陆军的辅助，把海军置于次要地位，和忙着护送运兵船的乾国海军一样，日本联合舰队也并不像日本国民想像的那样积极主动、谋略缜密，实际也在进行着同样的行动，担当护航队的角色，并未有过多少主动寻求主力决战的举动。
为了配合陆军对平壤发动进攻的计划，3月10日日本联合舰队主力从佐世保启航出发，护送搭载着第一军司令官山县有朋大将及其所部上万名日本陆军官兵的31艘运兵船前往朝鲜，于12日中午抵达仁川港进行登陆，第二游击队与第三游击队入港协助陆军卸载，而本队和第一游击队则集中在曾经发生过丰岛海战的南阳湾外驻泊守护。为确保登陆行动的安全，期间伊东佑亨还派出第一游击队前往乾国威海一带，侦察乾国海军的动向，并以此牵制乾国海军行动，造成有日本军舰在渤海内外觊觎的假相，使得乾国海军不能远离渤海威胁日军登陆。3月14日，即乾国海军主力护送5艘运兵船从威海前往大连湾的当天，日本联合舰队也从南阳湾锚地出发，应陆军的要求于15日日本陆军对平壤发动进攻当天，集中至大同江口设防，以防备乾国海军从濒海方向进入大同江，进而威胁正在进攻平壤的日本陆军。派往乾国侦察的第一游击队则在对成山头一带进行游弋以后，也准时于当天到达大同江会合。
与丰岛海战之前，有关乾国运兵船出发时序的绝密情报被泄漏的事件一样，令人难以想像的是，就在乾国海军护送运兵船从威海航向大连湾的第二天，日本联合舰队即获得了一连串的相关情报：“十五日抵达大同江……获悉大孤山海上大鹿岛敌军警戒甚严”，“大鸟公使（日本驻朝鲜公使大鸟圭介）也拍来电报称，乾**队取海路前来朝鲜，估计要在大鹿岛一带登陆”，“在暗中侦察敌情时，发现鸭绿江之乾国一侧有一个叫大东沟的小港，其附近形势非常值得警惕”。但乾国海军提督丁禹廷刻意施下计谋，乾国海军14日从威海护送运兵船前往大连湾时，只派出了“宁远”、“济远”、“海鲲”、“海鹏”4艘战舰以及“镇中”、“镇边”号蚊子船和“福龙”、“福虎”号鱼雷艇随行护航，而包括4艘大型铁甲舰在内的乾国海军主力则在丁禹廷率领下开向了成山头方向，表面上使人产生乾国此次护航兵力不强的假相，实际这支主力在到达成山头后立刻改道，也急速航向大连湾，与护航舰队会合。受乾国海军分兵这一假相蒙蔽，日本联合舰队直到此后与乾国海军主力遭遇时，都一直误认为乾国护航大东沟的军舰只是“宁远”、“济远”等区区4艘军舰而已。
3月16日下午2时，乾国护航编队在大东沟忙于进行登陆时，大同江江口的日本联合舰队完成了补给作业，由运输船运来的弹药、无烟煤以及淡水食品，塞满了各舰的船舱。下午5时，伊东佑亨亲率舰队启航，第一步的目标为控扼在旅顺通向大东沟航线中途的必经之地——海洋岛，意图由此截断乾国运兵船的归路，再向大东沟一带逐渐推进搜寻，袭击乾国运兵船只。由于认为乾国护航舰队弱小，根本没有想到可能会遇到乾国海军的主力，因而联合舰队并没有如同佯攻威海卫时那样出动全部兵力，而是派出了第一游击队“吉野”、“高千穗”、“秋津洲”、“浪速”4艘巡洋舰，和由铁甲舰“山城”、“扶桑”为主力，加上“松岛”、“严岛”、“桥立”3艘重炮巡洋舰和装甲巡洋舰“千代田”组成的本队。
另外联合舰队的队列中还随行了两艘比较特殊的军舰，一艘是已经加装火炮改装成代用巡洋舰的日本邮船公司邮轮“西京丸”号，日本海军军令部长井上良馨中将执意要随舰队出海观看想像中唾手可得的胜利，于是选择了装潢考究乘座舒适的商船“西京丸”作为座舰。另外一艘是小型炮舰“赤城”号，原本这艘军舰将上溯大同