光绪十四年（1888年），北洋海军正式成军。刘步蟾参与了《北洋海军章程》的起草工作，海军规则“多出其手”。同年，被任命为北洋海军右翼总兵，加头品顶戴。

当时，日本觊觎中国，也在不断扩充海军力量。刘步蟾深以此为忧，曾向李鸿章力陈按年添购铁甲舰，“以防不虞”，并当面反问李鸿章，如平时不备，“一旦偾事，咎将谁属”？引起了李鸿章的重视。十六年（1890年），北洋舰队巡泊香港，海军提督丁汝昌离舰，刘步蟾下令降提督旗，升总兵旗，为此与英藉总教习琅威理发生争执，后琅威理负气辞职，史称撤旗事件。

光绪十七年（1891年），北洋舰队应邀前往日本访问，在对日本海军舰船细心考察后，刘步蟾认为日本海军实力已超过中国，并立即通过丁汝昌报告李鸿章，请求为海军添购船炮。

光绪二十年（1894年），中日甲午战争爆发。八月十八日，中日两国海军主力在黄海海面遭遇，激战。战斗中，刘步蟾指挥“定远”舰英勇作战，"不稍退避"，始终在战场坚

1840年鸦片战争，西方强国用“坚船利炮”打开了中国封闭已久的国门，使封建的中国开始踏上半殖民地的泥泞之途。为了对付日益严重的外患，大清王朝自19世纪60年代开始发起一场“师夷长技”的洋务运动；而首要任务是建设一支西式海军力量。19世纪70年代，中国向西方海军强国派出了第一批海军留学生；这批留学生后来成为中国近代海军的栋梁之材。后来成为北洋舰队右翼总兵的刘步蟾，就是这批最早的海军留学生中的杰出代表人物。

刘步蟾，字子香；1852年（清朝咸丰二年）出生于福建省。《海军实纪》一书，对他年少时的情形作过这样的概括：“幼颖异，少沉毅，力学深思。及长，豪爽有不可一世之慨。”可见刘步蟾的家境富裕，自幼便有条件读书受教育，聪明好学。

1866年（清朝同治五年），清政府在福州马尾创办了福州船政局及船政学堂（海军学校），开始建造军舰并培养海军学生。船政学堂分为培养造舰人才的前学堂和培养海军驾舰战官的后学堂。次年，

1894年9月17日，北洋舰队完成了护送增援陆军至鸭绿江口登陆的任务，在刚刚起锚返航途经黄海北部大东沟海域时，与日本海军联合舰队相遭遇。北洋舰队10艘主战军舰列成横队（雁行阵），向列作单纵队（单行鱼贯阵）的联合舰队驶去。12时50分，当双方舰队相距约5000余米时，刘步蟾下令发炮，“定远”舰前甲板上305mm口径的巨型主炮发出怒吼，炮弹掠空而过，因相距甚远而未能击中目标。5分钟后，当双方舰队相距3000多米时，日舰也开始发炮射击。顿时，交战海域的海面“地炉煮海海波涌，海鸟绝飞伏蛟恐”，世界近代海军史上一场规模罕见的黄海海战就这样打响了。

交战初始，“定远”舰的了望台被震塌，提督丁汝昌从了望台上坠落到甲板上而受伤，刘步蟾立即代行舰队指挥之职，指挥“定远”舰冲在北洋舰队横队的最前面，将日军由6艘军舰组成的本队拦腰截断，予以猛烈炮击。日舰“比睿”号企图从“定远”号和“靖远号”之间穿过，立即陷入北洋舰

《清史稿·刘步蟾传》

刘步蟾，侯官人。幼颖异，肄业福建船政学堂，卒业试第一。隶建威船，徼循南北洋资实练。同治十一年，会考闽、广驾驶生，复冠其曹。自是巡历海岸河港，所莅辄用西法测量。台湾地势、番部风土尤谙习，为图说甚晰。光绪改元，赴欧学枪炮、水雷诸技，还留福建，叙守备。以丁宝桢、李鸿章论荐，擢游击，会办北洋操防。十一年，赴德国购定远舰。维时海军初立，借才异地，西人实为管带，步蟾副之。已而西人去，颇能举其职。十四年，以参将赴欧领四快船归，迁副将，赐号强勇巴图鲁，擢右翼总兵。

二十年，中日战起，海军浮泊大东沟。日舰至，督摄诸艺士御之，鏖战三时许，沉敌舰三艘，运送铭军八营，得以乘间登岸。论功，晋记名提督，易其勇号曰格洪额。战威海，中弹死。步蟾通西学，海军规制多出其手。顾喜引用乡人，视统帅丁汝昌蔑如也，时论责其不能和衷，致偾事。然华人明海战术，步蟾为最先，虽败挫，杀敌甚众。上嘉其忠烈，诏优恤。

其左翼总兵林