经过中国首任驻英国公使郭嵩焘的协调安排，刘步蟾等三人直接被派往英国海军地中海舰队实习，并获准军官伙食和床位待遇；其余九人分别被派往格林尼茨皇家海军学院和大西洋舰队学习。在近三年的留学期间，刘步蟾曾担任地中海舰队旗舰“马纳多”号的见习大副，表现出众，深得英国海军方面的好评和李鸿章的褒奖。正是通过对留学生学业情况的了解，李鸿章才对刘步蟾有了很好的印象；这一点，对刘步蟾后来的海军生涯有着重大的影响。

1879年，经英国海军部考核，刘步蟾获得优等文凭后回国。此时，操着满口标准英语的刘步蟾已成为一名阅识丰富的海军军官。李鸿章见他颖达英俊而学有心得，是可充大用的海军人才，遂令其留职于北洋，攫升游击并赏戴花翎，充任“镇北”号炮舰管带。回国之初的刘步蟾对国内海军海防的薄弱状况甚感忧虑（当时最大的军舰只有千余吨）；因此他和同学林泰曾一起将留学心得写成题为《西洋兵船炮台操法大略》的条陈，上呈给李鸿章，提出“非拥有铁甲等船自成数军决胜海上，不足臻以战守为妙”，建议实行积极的海上防御战略。1880年，清政府向德国订购“定远”号、“镇远”号铁甲战列舰和“济远”号穹甲巡洋舰；刘步蟾奉派赴德国驻厂监造，并研究枪炮、水雷技术。同年冬，他又被派为驻英国海军随员，接收向英国订购的“超勇号”和“扬威”号撞击巡洋舰。1885年秋，刘步蟾将“定远”号战列舰等接驶回天津大沽，即被任命为“定远”号战列舰的管带，擢升参将，旋升为副将，获赏“强勇巴图鲁”勇号。此时，清廷吸取了中法战争失败的教训，大举兴办海军，组建了以光绪皇帝的父亲爱新觉罗·奕譞（醇亲王）为首的总理海军事务衙门（简称海军衙门）。

随着多艘新军舰相继之购入，北洋舰队于1888年秋正式组建成军。刘步蟾作为旗舰“定远”号的管带，出任北洋舰队右翼总兵，获得清廷颁发的头品顶戴。时年仅36岁的刘步蟾就成为具有一品顶戴的高级海军将领，正可大展宏图。刘步蟾“自幼束发习海军，数十年衽席风涛，远涉重洋，不辞艰险，而胆识才干，亦屡经磨练而长进。”他为中国近代海军、特别是北洋舰队的创建和发展，做出了重要的贡献。当时海军海防大举兴办，极缺人才和经验，加之北洋舰队提督丁汝昌是陆军行伍出身的将领而不懂全新的海军业务，因此接受了多年良好正规教育训练的刘步蟾自然被委以各项建军之重任。中国第一部正规的海军法典《北洋海军章程》等一系列重要的海军法规文献，多是由刘步蟾参加或负责具体拟订的。

由于舰队提督丁汝昌是海军门外汉，因此北洋舰队的训练工作亦由刘步蟾具体负责主持。当时担任“定远”号总管轮的陈兆锵（后在民国时期晋升为海军中将）在其九十高龄时回忆说：“丁乃行伍出身，未涉海军门径，凡关操练及整顿事宜，悉委步蟾主持。每夏秋之间，则驻防操演，巡弋辽东、高丽一带；或率两、三舰，往日本各口岸，冬、春则巡察南洋群岛，习以为常。”刘步蟾不负上命所望，“治军严肃，凛然不可犯”，深得官兵们的拥戴。北洋舰队组建之后，清廷为之沉醉，便停止了增购军舰扩建海军的步伐。刘步蟾对此深为忧虑，他认为“日本增修武备，必为我患”。为此，他特别亲自面谒李鸿章，进言按年添购铁甲战舰以扩建海军。当李鸿章未置可否时，刘步蟾进一步慷慨直言道：“相公居其位，安得为是言！且平时不备，一旦偾事，咎将谁属？”刘步蟾的此番直言，引得四座悚然不已，而李鸿章竟也为他这一片赤诚坦荡之情所感动。但由于封建朝廷的昏庸腐败，刘步蟾的一系列加强海军海防的建议和主张，都未获采纳。

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，展开激战。战斗中，刘步蟾指挥“定远”舰松岛号。

海战结束后，刘步蟾因功升记名提督。丁汝昌因海战中受伤暂时离舰养伤，由刘步蟾代理。威海卫保卫战中，二十一年（1895年）元月十一日，“定远”被偷袭入港的日本鱼雷艇击伤，被迫搁浅在刘公岛东部充作“水炮台”，因进水过于严重，丁汝昌下令放弃“定远”。当时刘公岛局势日益恶化，因恐“定远”将来落入敌手，丁汝昌、刘步蟾于正月十六日下令，将“定远”舰炸散。

李鸿章获悉刘步蟾自杀的消息后，深感惋惜，并盛赞刘步蟾当年直陈御日之计是实言真心。清廷谕令：将刘步蟾照提督阵亡例从优赐恤，世袭骑都尉加一等云骑尉。一代海军名将，就这样与他所钟爱的战舰，一同消失在保家卫国的海上疆场。

《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。

其左翼总兵林泰曾，亦籍侯官，同为船政学堂卒业生。管镇远，战大东沟，发炮敏捷，士卒用命，扑救火弹甚力，机营炮位无少损，赐号霍春助巴图鲁。驶还威海，舰触礁受伤，愤恨蹈海死。副将左翼中营游击杨用霖、广东大鹏协右营守备黄祖莲并殉焉。优恤各如制。祖莲等，忠义有传。

1962年电影《甲午风云》：李颉饰演刘步蟾。

1992年电视剧《北洋水师》：赵君饰演刘步蟾。

1992年电视剧《北洋水师》：富大龙饰演刘步蟾（少年）。

2007年电视剧《船政风云》：羿坤饰演刘步蟾。

2007年电视剧《船政风云》：陆逸涵饰演刘步蟾（少年）。

2008年电视剧《台湾1895》：苗克饰演刘步蟾。

2012年电影《甲午大海战》：马光泽饰演刘步蟾。

2012年电影《甲午大海战》：林子均饰演刘步蟾（少年）。

2015年电视剧《铁甲舰上的男人们》：彭博饰演刘步蟾。

2017年电视剧《东方有大海》：李修蒙饰演刘步蟾。

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。

数次的西欧之旅，广泛地接触西方新事物，使刘步蟾接受了西方资产阶级民主思想，对中国的一些封建传统习俗感到不满。他在西方看到男女平等，对女儿的孩子和儿子的孩子都同样称为孙子（grandson）或孙女（granddaughter）；称自己父母之父母为祖父（grandfather）或祖母（grandmother），而不称外祖父或外祖母，便在自己家中照样实行起来。他看到西方妇女都识字而不缠足，便让自己的女儿效法。当时社会上有很多人吸毒，刘步蟾对此深恶痛绝，他严诫家人和子女：“永远不许吸鸦片，家中以后有吸鸦片者，就不是我的儿孙！”

在创建海军海防的过程中，为解决技术和人才的不足，清政府曾从西方招募了一些洋人担任顾问和教习。北洋舰队组建成军之后，同样聘募了一批洋人负责顾问和教习工作。由于这些洋员来自不同国度，且素质亦不尽相同，因此有时会与中国官兵发生一些冲突。英国海军军官琅威理曾两度受聘为北洋舰队总教习（提督丁汝昌的总顾问），他在军事训练方面颇有专长，为建军之初的北洋舰队的整训作出了不少的贡献；因此清政府破例赏他以提督官阶，以示崇优。但琅威理从此则每每以“舰队副提督”自居，飞扬跋扈着意揽权，竟连丁汝昌手下的左、右翼总兵也不被他放在眼里。而《北洋海军章程》明确规定，舰队仅设一名提督、两名总兵，根本就没有“副提督”的官位编制员额。

1890年冬，北洋舰队巡泊于香港，提督丁汝昌有一天离舰上岸公办，右翼总兵刘步蟾按规定撤下提督旗，改挂上自己的总兵旗。此举立即惹怒了骄横的总教习琅威理，他向刘步蟾争执说：“提督离职，有我副职在，何为而撤提督旗？”刘步蟾认为此事关系到舰队的主权问题，因此豪不相让地回答说：“水师惯例如此”。琅威理表示不服，于是这场升旗的纷争一直闹到李鸿章那里，李鸿章当即回电支持刘步蟾；琅威理因此愤然辞职，回国后四处诉说自己在中国受到了侮辱。这场升旗风波，也显示出刘步蟾对国家主权的明确观念。

1894年春，曾在中国海关缉私船上任职的英国海军后备役少尉泰莱，由海关总税务司赫德（英国人）介绍，到北洋舰队担任总教习汉纳根（德国人）的顾问兼秘书。泰莱自恃有赫德的背景，在舰队里狂妄自大野心勃勃；但他的多次越权举动都被刘步蟾予以坚决制止。泰莱还伙同汉纳根等人向清政府建议，从智利等国购买8艘新式巡洋舰，招募外国海军官兵驾驶，另外组建一支新军；驶抵中国后，与北洋舰队合成一军，撤去中国提督，“另派一洋员担任全军水师提督”。其实，他们就是想由自己来指挥这支舰队；这实际上就是1863年李泰国建立“中英联合舰队”（即“阿思本舰队”）计划的再版。刘步蟾洞悉其险恶用意，全力阻止阴谋，致使泰莱等人的美梦泡了汤。由此可以看出，有着丰富西方阅历的刘步蟾虽然在很多方面接受了西方的科学文明，但他始终是一位坚强的民族主义者，并且最终在血火交融的海上战场为保卫本民族免遭外族入侵与蹂躏而献出了自己宝贵的生命。

苟丧舰，将自裁

1894年7月25日，日本海军联合舰队在朝鲜西海岸中部的丰岛附近海面偷袭中国运兵船队。8月1日，中日两国政府正式向对方宣战。刘步蟾郑重立下了“苟丧舰，将自裁”的誓言，决心与日军在海上战场血战到底。其实，刘步蟾对来自日本的侵略，始终就有充分的警觉。早在跨出福州船政学堂大门后不久的1874年，年轻的刘步蟾就在发生了日本侵犯台湾事件之后，奉命驾舰赴台湾勘测港口及航道；圆满完成任务后就被任命为舰长。此后，刘步蟾始终对日本的军备扩张持有高度的戒备之心。1891年，北洋舰队访问日本。日本方面邀请丁汝昌、刘步蟾等北洋舰队高级将领上岸赴宴，惟独刘步蟾婉言谢绝上岸，他对丁汝昌说：“日人奸宄无信，胆敢妄为，深恐假宴会，乘我不备，偷袭我舰，我必留舰预防不测。”

1895年2月10日，山东省威海湾内外，炮声隆隆，硝烟弥漫。侵华日军不仅从刘公岛以外的海中以舰队布阵，完全控制了威海湾内残存的北洋海军的出路，而且以陆军占领了威海卫陆上的全部中国炮台。这样，海岸、海上，内外夹击，使北洋海军只能固守在刘公岛上和傍岛的威海湾内。

这时，只见威海海面上有一艘中国巨舰，仍顽强地抗击海上、陆上的敌人，不时发射出愤怒的炮弹。原来这就是具有6000匹马力、7500吨的北洋海军旗舰“定远”号。这艘铁甲舰的吨位和巨炮口径都超过当时日军的所有舰只，它的管带（舰长）又是我国第一批官费留英的学生刘步蟾。他不光熟悉海战技术，而且英勇善战。定远舰上的海军士兵多是沿海劳动人民的子弟，不但平时训练刻苦，而且热爱祖国，战时非常勇敢。就在四、五个月以前的中日黄海大战中，刘步蟾在海军提督受伤后，代替了丁汝昌督战，成为整个黄海大战中中国海军的主要指挥者，重创了敌人。

然而，就是这位刘步蟾，却在这一天不得已亲自下令“沉船”。原来“定远”舰已受重伤，舰上的弹药也已经用尽。为了不使舰只落入敌人手中，刘步蟾才毅然决定沉船。

就在定远舰沉入祖国海湾内的当晚，刘步蟾也在刘公岛自杀殉国了。

1895年2月4日，日军鱼雷艇偷袭威海卫，以鱼雷击中定远左舷。清军将定远舰移至浅滩搁浅，当作炮台使用。2月9日，陆上之日军占领威海卫附近的清军炮台，以岸炮击伤定远。10日，管带刘步蟾下令炸毁定远号以免资敌。定远号沉没后刘步蟾亦自杀。

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，立即陷入北洋舰队数舰的炮火夹击之中；“定远”舰主炮击中其右舷，在后墙造成爆炸。不久，“定远”舰后主炮又击中日舰“赤城”号，日方文字记载了这发炮弹的后果：“弹片打穿正在观看海图之坂元舰长头部。鲜血及脑浆溅在海图台上，染红了罗盘针。”15时，日舰队旗舰“松岛”号、“千代田”号、“岩岛”号、“桥立号”和“扶桑号”5艘军舰，紧紧咬住北洋舰队旗舰“定远”和“镇远”号这两艘铁甲舰。在鏖战中，刘步蟾指挥两舰共同对敌，协同作战。

约15时30分许，“定远”舰前主炮一发命中日旗舰“松岛”号右舷下甲板，引起弹药爆炸；日本人川崎三郎编撰的《日清战史》一书详细记述了这一情形：“刹时如百电千雷崩裂，发出凄惨绝寰之巨响。俄尔剧烈震荡，船体倾斜。烈火百道，焰焰烛天；白烟茫茫，笼蔽沧海，死亡达八十四人。······死尸纷纷，或飞坠海底，或散乱甲板，骨碎血溢，异臭扑鼻，起惨瞻殆不可言状。”日方出版的《黄海大海战》一书更是对此作了细致而生动活泼的描述：“······头、手、足、肠等到处散乱着，脸和脊背被砸得难以分辨。负伤者或俯或仰或侧卧其间。从他们身上渗出鲜血，粘糊糊地向船体倾斜方向流去。滴着鲜血而微微颤动的肉片，固着在炮身和门上，尚未冷却，散发着体温的热气······。”“松岛”号遭此一击，官兵死伤达113人，各炮多半被毁，舰体损伤严重，舵机失灵，丧失了作战能力，只得临时将“桥立”号改为代理旗舰。

17时40分左右，日本联合舰队主动收队撤离战场，向东南方向驶去。此时，日垂西山，暮色已近，历时5个小时之久的这场残酷海上大绞杀结束了。黄海海战之后，北洋舰队在旅顺口军港整修。提督丁汝昌上岸养伤，清廷特谕令刘步蟾代理提督之职，并因功将他晋升为记名提督，赏“格洪额巴图鲁”勇号。他夙夜督工，恪尽职守，仅一个月，北洋舰队各舰即全部整修完毕。10月18日，丁汝昌率北洋舰队从旅顺口移防威海卫军港。12月，日军决定发动山东半岛战役。

1895年1月20日，日本陆军攻占了威海卫城和南北两帮炮台，海军严密封锁海面，达成了对集泊于港内的北洋舰队的水陆夹击态势；北洋舰队由此陷入困境。在险恶的形势里，刘步蟾辅佐丁汝昌，积极组织北洋舰队进行顽强的抵抗，打退了日本海军的多次进攻。2月5日凌晨，刘步蟾和丁汝昌正在“定远”舰上商议作战事宜，日军派出鱼雷艇队进行偷袭，“定远”舰被鱼雷击中。刘步蟾一面组织堵漏，一面果断地下令砍断锚链，将“定远”舰驶至刘公岛附近的浅水处，以充当炮台使用。此后，刘步蟾指挥“定远”舰配合炮台，先后打退了日军的8次进攻。

2月10日，被困在刘公岛的北洋舰队弹尽粮绝，外援无望，危在旦夕。“定远”舰坐滩岸边，也是伤痕累累，不堪久战。此时，北洋舰队内部一些官兵逼迫丁汝昌和刘步蟾率军投降。刘步蟾坚辞拒降，但也深感自己无力挽回大局；为免资敌，他忍痛下令炸沉了由自己在德国监造并一直驾驶的“定远”舰。当天深夜，处于极度绝望之中的刘步蟾悲愤难禁，服毒自杀，做到了“舰亡与亡，志节凛然，无愧舍生取义”，时年仅44岁。

李鸿章获悉后深感惋惜，盛赞刘步蟾当年直陈“御日之计”是实言真心。清廷谕令：将刘步蟾照提都阵亡例从优赐恤，世袭骑都尉加一等云骑尉。