依据铁甲舰的保养规程，铁甲舰服役后每半年应该上坞油漆一次，以防锈蚀。但当时专为铁甲舰建造的旅顺大船坞尚未竣工，上海、香港等地的船坞又都在千里之遥。1886年8月7日，丁汝昌在率“定远”、“镇远”等舰巡视朝鲜釜山、元山及俄国海参崴等地后，归途中顺路带领舰队驶入日本长崎保养。早视中国为假想敌的日本，一直有侵略的野心，中国购买“定远”、“镇远”两艘大型铁甲舰，对于日本而言，不啻于当头棒喝。为对付中国的这两艘铁甲巨舰，日本制定了庞大的海军扩张计划，并于同年发行海军公债，设计、建造专门克制“定远”、“镇远”的“松岛”、“桥立”、“严岛”3艘巡洋舰。为充分调动国民的情绪，日本政府在国内制造了大量舆论，甚至在儿童游戏中，都在号召打沉“定远”、“镇远”。据日本史料记载，当时日本国民中甚至出现了“恐‘定远’、‘镇远’症”。丁汝昌率领包括“定远”、“镇远”的庞大舰队抵达长崎，立即在日本引起一片愤懑、羡慕、恐惧的情绪。
8月13、15日两天，中国水兵放假上岸，因购物和嫖妓等事与日本人发生争执，没有武装的中国水兵遭到日本警察及市民的蓄意攻击，伤亡竟达50余人，史称长崎事件。后来虽经调停而最终平息了此事，但日本人的狼子野心已暴露无遗。在后来的一些相关著作中，还有这样一个记载。记述了北洋海军此后第二次访问日本时，日本军官东乡平八郎登上“定远”舰参观后发表言论，认为“定远”并不可怕，因为中国水兵把衣裤晾晒在甲板甚至炮管上，火炮炮管里全都落满了灰尘。这个故事屡屡被转引，用以证明北洋舰队士气低落，管理混乱。但引用者大都不去仔细考证故事的可信度，这段据称是东乡平八郎回忆的文字，其实在东乡的本人所留下的文字资料中并无记载。最早实际是见于20世纪30年代的一本日本杂志，以第三人称转述而编成的故事，用以攻击当时的中国海军。而且，在军舰甲板上晾晒衣服，本是19世纪各国海军（包括日本）的惯事，当时的舰船上没有专门的衣物烘干设施，为防止水汽在舱内腐蚀机器和影响官兵健康，海军中都是命令要将衣物晒在甲板之上的。虽然不够雅观，也是无可奈何的事情。日本杂志的此说纯属别有用心，可叹百年之后尚有不明就里的中国人引用其记载继续污蔑自己的祖先。至于大炮管上晾晒衣服以及炮口有灰则更是信口开河，“定远”级军舰主炮塔距离甲板有数米之高，各门副炮所处的位置一般也都无法通行至炮口方向，在参观军舰时观察炮口并非易事，为了晾晒衣物而费力攀爬炮塔则实在难以想象，这是“定远”级军舰结构上的基本常识。
1888年10月1日，随着北洋军舰日多。经李鸿章等奏请，清政府下旨颁行《北洋海军章程》，1888年12月17日，丁汝昌被任命为北洋海军提督，中国第一支近代意义的海军——北洋海军在威海刘公岛宣告正式建军。“定远”级军舰的首舰“定远”号被指定为海军旗舰，成为海军提督的督船。“镇远”舰舰长林泰曾被任命为北洋海军左翼总兵，职位仅次于提督丁汝昌，而“定远”舰舰长刘步蟾则被任命为级别稍低的右翼总兵。
《北洋海军章程》中对2艘铁甲舰的人员配置也做了详细规定，每艘军舰额定编制329人。在额定人数外，“定远”、“镇远”上还有数量不等的海军陆战队（这支鲜为人知的队伍穿着红色制服，当时被称为洋枪队，在穿着蓝色制服的海军中，很容易就能分辨出他们。）、军乐队（军乐队大都由十六七岁的孩子组成，称为乐童，他们使用中式的乐器来演奏国乐、军乐、凯歌。黄海海战时，这些英勇的孩子大都奔忙在弹药库通往各个炮位的道路上，搬运弹药）及军校实习生等人员。
此后的漫长时间里，“定远”、“镇远”作为中国海军实力的象征，每年都要率北洋舰队执行北起海参崴，南至香港、新加坡的巡弋任务，猎猎龙旗，显示着中国海军力量的存在，那是一支亚洲第一、世界第六的中国海军。
然而成难败易，从1890年左右开始，清政府受光绪大婚、慈禧万寿、户部停购外洋船炮等事件影响，中国海军的建设陷入停顿、倒退的深渊。而此一时期，正是世界各国海军发展一日千里的阶段，新设计、新技术层出不穷。英雄暮年的“定远”、“镇远”此时已显出老态，丁汝昌、李鸿章等曾提出过对“定远”级军舰进行改造，加装新式大口径速射炮的计划，但因为经费问题被清廷搁置不理。
此时的“定远”、“镇远”恰好就是整个北洋海军的缩影。经费匮乏，舰队长期缺乏保养；无法从国外获得军火，以至于军舰上弹药短缺，水兵们只能像护理温室里的名贵花朵那样，小心翼翼地保养着每一颗开花炮弹。而东邻日本则举国同心，立定目标，大扩海军。此时亚洲第一的桂冠已经被日本海军摘走了。
1894年，中国农历甲午。日本借朝鲜事变借机挑起战争，先是在朝鲜成欢攻击中国陆军；继而在仁川口外不宣而战，偷袭击沉中国运兵船“高升”，俘虏运输舰“操江”，重创巡洋舰“广乙”。8月1日，中日两国互相宣战，甲午战争爆发。
作为当时国家最新锐的兵种，北洋海军被推上了无情的历史考场。1894年9月17日中午，北洋舰队主力在鸭绿江口大东沟附近海域与日本联合舰队遭遇，展开了人类历史上第一次大规模蒸汽铁甲舰队之间的海战。海战伊始，中国舰队采用利于发挥船首重炮优势的横队迎敌，“定远”、“镇远”两艘铁甲舰位于全队****突出的部位。中午12时50分，旗舰“定远”在5300米距离，由右侧露炮台内的305毫米巨炮首先发炮，打响了黄海海战。
当时在“定远”舰服役的英籍洋员戴乐尔（Tyler，另译为泰莱）后来在回忆录中记载，“定远”的首发炮弹掀翻了飞桥，导致提督丁汝昌摔伤，全舰队失去指挥。这一段文字又被当作北洋海军黑暗腐败的证据，被后人屡屡引用。但经过后世考证，实际情况绝非此洋员所说。在“定远”级军舰的飞桥下方有一个大型的装甲司令塔起着托举和结构加强作用，如果说炮击能震塌飞桥，要么是信口胡说，要么就是军舰主体结构已经腐朽得不成样子了，但从此后“定远”舰的战斗经过来看，似乎后者并不成立。而且，黄海海战当日，2艘“定远”级军舰都已把露炮台上的穹盖式炮罩拆除，整个炮台是处于露天状态的，倘若位于高处的飞桥坍塌，为何两座露天的炮台一点未受影响？要解开这个谜团，似乎当事人丁汝昌的话最有说服力，黄海海战后第三天，丁汝昌电告李鸿章称“十八日与倭接仗，昌上望台督战，为日船排炮将‘定远’望台打坏，昌左脚夹于铁木中，身不能动，随被炮火将衣焚烧，虽为水手将衣撕去，而右边头面以及劲项皆被烧伤……”。可见丁汝昌当日受的主要是烧伤，飞桥是被日方炮火打坏，而不是被己方火炮发射而震翻。至于戴乐尔所言，无论从战后的照片还是旅顺船坞的维修记录来看，均无可能，纯属故意夸张之词。
在整个黄海海战中，“定远”、“镇远”二舰结为姊妹，互相支援，不稍退避。多次命中敌舰。当日下午1时04分，“定远”命中日军旗舰“松岛”，摧毁其7号炮位；1时20分，“定远”舰尾150毫米火炮命中日本军舰“赤城”，舰长坂元八朗太当场毙命；3时30分，“镇远”305毫米巨炮命中日本旗舰“松岛”，引发大爆炸，日方死伤近百人，“松岛”舰失去战斗力。两艘“定远”级铁甲舰虽样式落后，舰龄老化，但在抵御外敌的海战中起到了砥柱作用。观战的英国“中国舰队”司令评价：“（日方）不能全扫乎华军者，则以有巍巍铁甲船两大艘也”，而“镇远”舰上的外国顾问马吉芬也回忆到：“我目睹之两铁甲舰，虽常为敌弹所掠，但两舰水兵迄未屈挠，奋斗到底。”遗憾的是“定镇”2艘铁甲舰的出色表现终究难以抵消中国方面在战争准备、战术指挥等方面的缺陷，黄海海战以中国失利告终。
黄海战后，两艘铁甲舰进入旅顺船坞紧急修理，但因为时局紧张，旅顺船坞的工程人员大都逃避，使得维修工程进展缓慢。直到旅顺陷落，2艘铁甲舰仍未能彻底修复。
1894年11月14日凌晨，“镇远”在进入威海湾时不慎触到水雷浮标，舰体擦伤8处，虽经紧急抢修，但因国内唯一可以执行大型军舰修复任务的旅顺船坞失陷，加之天气寒冷，“镇远”舰最终无法出海修复。当晚管带林泰曾引咎自杀。1895年2月4日晚，“定远”舰遭日本“第九号”鱼雷艇偷袭受伤，在中雷的同时，“定远”也还炮击沉了“第九号”鱼雷艇。中雷后，提督丁汝昌下令砍断锚链意图冲出威海湾，向烟台方向突围，但因入水过多而被迫搁浅在刘公岛东部，充当浮炮台，2月6日下午，“定远”舰炉火熄灭。
2艘“定远”级铁甲舰的生命和她们所代表的海军一样已经走到尽头。随着局势恶化，为防“定远”舰落入日军之手，2月10日午后，舰长刘步蟾下令用棉火药点燃弹药舱自爆，“定远”舰殉国。当日夜间，曾一手监造“定远”，而后又之相伴终生的“定远”舰舰长刘步蟾追随自己的爱舰，自杀殉国，实践其生前“苟丧舰、必自裁”的诺言。2月11日，“镇远”舰代理舰长杨用霖在“镇远”舰舱内吟诵“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”的绝命诗，用****从口中自击殉国，他是唯一选择用火器了结自己生命的北洋军官。
2月17日，日军占领刘公岛，北洋海军覆灭。残存的“镇远”等中国军舰屈辱地被挂上日本海军旗，目送着他们曾经的伙伴、朋友“康济”舰缓缓驶离刘公岛。
“镇远”被编入日本舰队后，保留了其舰名，英文舰名则更改为Chin Yen。
1895年2月27日由日舰“西京丸”拖航至旅顺。从3月26日至6月1日对机器部件和船体进行检修。7月4日驶抵横须贺换装武器。1895年3月16日被正式编入日本舰队。3月21日被列为二等战舰。
日俄战争中“镇远”和曾经的死敌 “严岛”、“桥立”等编入同一战队，参加了对旅顺的进攻和1904年4月10日的黄海之战，1905年5月27日参加对马海战。历史与中国人开了个痛苦的玩笑。
1905年12月12日，“镇远”被列为一等海防舰。1911年4月1日除籍，后作为靶舰，用于试验新式武器。1912年4月6日在横滨解体，她的一生结束了。
“定远”级2艘铁甲舰“定远”、“镇远”，一度带领中国海军创造过亚洲第一的辉煌，又如郑和船队辉煌之后的衰败一样。“定远”、“镇远”和她们所代表的那支舰队又是如此迅速地消失在中国的历史里。
辉煌的记忆之于中国海军，已经分别得太久太久。
“定远”、“镇远”舰遗物：
“定远”舰舵轮。被改造为咖啡桌，现存日本长崎哥拉巴公园。
“定远”舰305毫米炮弹。现存于日本佐世保海军墓地。
“定远”舰桅杆横桁、舱室门、木桨、舰材等。现存日本太宰府“定远”馆。
“定远”舰舰钟。现存日本粟岛海员学校。
“镇远”舰305毫米炮弹。现存日本“三笠”舰公园。
“镇远”舰主锚。现存北京中国革命