接下來的半個小時內，“北京”號承受了“霧島”號的全部炮火打擊。
爲了儘快擊沉這艘“頑固”的戰艦，“霧島”號連副炮都用上了，把全部火力都灑向了小得多的大型巡洋艦。
戰鬥打得極爲殘酷，“北京”號也經受了最爲嚴峻的考驗。
二點五十分，隨着“山東”號等三艘快速戰列艦，以及“柏林”號大型巡洋艦趕到，戰局纔有了變化。
接到“北京”號發出的電報，魯志剛就命令艦隊全速前進。
聯合艦隊的主力編隊就在前方，而且正在傾盡全力打擊“北京”號，山本五十六顯然沒有想過撤退。
對魯志剛來說，這是幹掉聯合艦隊的最佳機會。
只要他率領的三艘快速戰列艦能夠及時趕到，戰鬥在天亮之前就會結束，也就用不着李向龍的艦載航空兵。
只是，魯志剛沒有直接撲向聯合艦隊，而是繞了個彎子。
結果就是，三艘快速戰列艦晚了將近十五分鐘纔到達，讓“北京”號多承受了十五分鐘的炮火考驗。
重要的是，魯志剛到達的時候，正好佔據了最有利的位置，即“霧島”號的正前方。
相距還有二十公里的時候，三艘已經把航速降到十六節、一字排開的戰列艦幾乎同時開火，向“霧島”號打出了第一輪齊射。
此時，畢向平也接到了撤退的命令。
在“天津”號的掩護下，已經捱了四枚十四英寸穿甲彈與數十枚六英寸炮彈的“北京”號開始向左轉向。
因爲右部外側的推進軸受損，所以“北京”號的最大航速只能達到二十節。
隨着三艘戰列艦到達，山本五十六的最後一線希望破滅了。
雖然在開始半個小時的炮戰中，“霧島”號抓住了所有機會，直接命中“北京”號四枚大口徑穿甲彈，但是這艘“頑固”的戰艦不但沒有沉沒，甚至沒有癱瘓，仍然能夠保持較高的航速。
現在，“霧島”號必須轉向對付正前方的三艘戰列艦，也就無暇他顧。
因爲只有一艘戰列艦，所以山本五十六還得讓伴隨“霧島”號作戰的四艘重巡洋艦也加入交戰序列。
當然，山本五十六並沒指望這四艘重巡洋艦能夠產生奇蹟，但是他非常清楚，如果單獨與三艘戰列艦交戰，他連一點勝算都沒有。如果能夠引開兩艘戰列艦的炮火，那麼他還有那麼一點取勝的希望。
結果就是，山本五十六讓之前撤回來的三艘重巡洋艦去追擊“北京”號。
只要距離夠近，重巡洋艦上的八英寸艦炮依然能夠打穿“北京”號的裝甲，甚至有機會擊沉這艘大型巡洋艦。
此外，“北京”號已經遭到重創，只有一座炮塔裡的兩門主炮還能使用，而掩護它的只有一艘大型巡洋艦。
在山本五十六看來，用三艘重巡洋艦去對付“北京”號與“天津”號就已足夠了。
顯然，“霧島”號上的瞭望員並沒發現，還有一艘大型巡洋艦正全速趕過去，而且已經與“天津”號會合。
這就是火力同樣強大的“柏林”號。
考慮到大型巡洋艦與重巡洋艦的區別，特別是主炮威力，兩艘大型巡洋艦絕對能夠戰勝三艘重巡洋艦。
當然，山本五十六也沒有心思去考慮巡洋艦之間的決鬥。
現在，他面對着三艘在速度、火力、防護等各個方面都更勝一籌的快速戰列艦，而且這三艘戰艦上肯定有雷達。
要不然，也不會在二十公里外開火。
要知道，即便在白天，交戰距離超過二十公里後，炮擊準確率都將直線下降，如果天氣稍微惡劣一點，甚至無法看到敵艦。
能在這個距離上開火，肯定有雷達相助。
可以說，這個時候，除了山本五十六，包括慄田健在內的所有艦隊司令部官兵，沒有一個認爲有機會擊敗中國艦隊。
換做以前，聯合艦隊早就撤了。
山本五十六沒有撤退，不是他不想撤退，而是沒有辦法撤退。
已經快凌晨三點了，再過三個多小時天色就將放亮，而“霧島”號就算全速返航，也不可能在天亮之前進入大阪灣。
也就是說，“霧島”號已經錯過了返航的最後機會。
對山本五十六來說，返航的唯一希望就是擊敗中國艦隊，或者把戰鬥拖到天亮之後，在航空兵的掩護下撤退。
問題是，有希望把戰鬥拖延三個多小時嗎？
答案明顯是否定的。
中國海軍的三艘快速戰列艦的最高航速超過三十節，而且配備的是八門相當於十五英寸口徑的艦炮，還擁有不亞於新造戰列艦的裝甲防護水準，可以說在各個方面，都要比外強中乾的“霧島”號強大得多。
關鍵就在速度上。
“霧島”號的最大速度只有二十八點五節，而且得讓主機超負荷運轉，也就根本不可能逃走，甚至沒有機會搶佔有利位置。
此外，還與雙方的炮擊戰術有關。
雖然山本五十六對雷達引導的炮戰並不熟悉，但是根據幾個小時前的戰鬥，他已經認識到，在由雷達指揮的情況下，交戰距離與航速對炮擊命中率的影響並不是很大，因此中國戰艦可以在較高的航速下進行炮戰。
這些，都讓山本五十六認識到，“霧島”號根本逃不掉。
說得簡單一些，如果“霧島”號選擇撤退，那麼三艘快速戰列艦肯定會全速追擊，而且會在追擊的過程中持續開火。因爲航速提高之後，“霧島”號的炮擊命中率會直線下降，所以幾乎沒有還手的能力。在這種被動挨打的局面下，不管山本五十六的個人意願如何，以及戰艦官兵的表現如何，結局都不會有太大的差別。甚至可以說，“霧島”號將在對敵艦不構成威脅的情況下被擊沉。
只有留下來與中國艦隊決戰，纔有一線反敗爲勝的希望。
雖然希望不是很大，但是總比沒有強。
正是如此，山本五十六選擇了決戰，或者說被迫選擇了決戰。
只是，山本五十六的希望很快就破滅了。
三點不到，之前就表現卓著的“山西”號再次立下奇功，在第八輪齊射中，讓“霧島”號嚐到了苦頭。
更重要的是，命中點就在司令塔上方。
因爲交戰距離在十八公里左右，所以“山西”號使用的是重彈，而且炮彈落下時的着角肯定在七十度以上。“霧島”號上，司令艦橋在航海艦橋下面，最頂部是一層厚達一百七十毫米的裝甲板。
這一炮，也產生了大戰中最大的謎團：山本五十六有沒有被擊斃？
雖然被俘的日軍官兵，包括慄田健都在受審的時候提到，山本五十六已經在這場海戰中被擊斃了，而且就是死於第一次直接命中，但是更多的線索表明，山本五十六很有可能沒有被擊斃。
首先，司令艦橋與航海艦橋之間有一層厚度接近一百毫米的加強裝甲板，而這道裝甲正好擋住了砸下來的穿甲彈，使得穿甲彈在航海艦橋內爆炸，只炸死了航海艦橋內的十多名官兵，司令艦橋內的官兵只有三人陣亡，其餘都只受了輕傷。
其次，“霧島”號被擊中的時候，慄田健應該就在山本五十六身邊，而他只受了輕傷。
最大的疑點，還是在那三具屍體上，即這三具屍體被爆炸產生的烈火燒得面目全非，根本辨認不出身份，只能根據一枚沒有被燒化的金質勳章斷定其中一具是山本五十六，卻沒有更加直接的證據了。
顯然，這是一個非常大的疑點。
要知道，如果山本五十六在司令艦橋內陣亡，而且遺體被燒焦，那麼司令艦橋內的其他人也在劫難逃。
結果就是，戰後出現了很多傳聞。
比如，當時山本五十六沒有陣亡，而是在“霧島”號喪失戰鬥力之後，搭上了一艘前來接應的潛艇逃往美國，並且在美國隱居，在整個大戰期間都在爲美國服務，戰後則逃往拉丁美洲。
又比如，山本五十六在旗艦喪失戰鬥力之後，達成交通艇登上了一艘重巡洋艦，並且逃回日本本土。
還有一種更加玄乎其玄的說法，即山本五十六沒有死、也沒有逃掉，而是被中國海軍俘虜了，一直被關押在一座秘密戰俘營裡，爲中國海軍提供了大量非常重要的情報，特別是與美國有關的情報。
總而言之，山本五十六是否死於這場海戰，成爲了大戰期間衆多謎團之一。
當然，在中國的官方史料、以及所有官方資料中都明確提到，山本五十六是在這場海戰中陣亡的，而且找到了他的遺體，並且在海戰結束之後，按照海軍的傳統，與其他陣亡的日本官兵進行了海葬。
山本五十六死沒死，魯志剛很清楚，馮承乾也很清楚。
就在海戰結束後不到十個小時，馮承乾就收到了魯志剛發回來的電報，而且是一封進行了三次加密，只能由海軍總司令閱讀的絕密電報。當時，甚至連通信軍官都無法直接翻譯這份電報。
當然，這是戰鬥結束之後的事情了。