这时在清廷内部，以光绪帝为首的主战派占上风。时年慈禧太后六十岁，她盼望从速结束战争，以免耽误她大办庆典甲午海战结局，因此倾向和议，但迫于清议，一时尚不敢公然主和。中日甲午战争主要分为以下三个阶段进行： 1894年7月25日至9月17日
在此阶段中，战争是在中国境外的朝鲜半岛及黄海北部进行，陆战主要是平壤战役，海战主要是黄海海战。1894年7月下旬，中日两军在朝鲜境内开战。清军在丰岛海面被日军偷袭之后，很快也被在陆上的成欢驿的日军偷袭（详见成欢之战），由于朝鲜政府已被日本控制，叶志超、聂士成等部驻牙山的清军被迫绕道汉城，北撤到朝鲜北部重镇、平安道首府——平壤。毅军以分统马玉昆率五营一队（约2100人），与淮军盛字军以及奉天的奉字练军、盛字练军一起，构成了四大军29营，于8月先期入朝，在平壤与从牙山退回的叶志超、聂士成部汇合，朝廷命叶志超为驻平壤各军总统。
平壤之战是双方陆军首次大规模作战。当时驻守平壤的清军共三十五营，一万五千人；进攻平壤的日军有一万六千多人，双方兵力旗鼓相当。平壤城的地势也非常险要，易守难攻。而且清军还得到朝鲜人民的支持。当时虽然朝鲜政府被强行拉到日本阵营，但朝鲜的平安道观察使闵丙奭积极协助清军作战，甚至连日本推上台的傀儡大院君李昰应都暗中给清军传递情报。 可惜清军并未充分利用这些优势，由于其主帅叶志超指挥失误和临阵脱逃，导致清军失败，以至于影响了整个战局。
日军分四路围攻平壤，兵力分散，由于李鸿章“先定守局，再图进取”的作战方针以及清将叶志超的胆小昏聩，左宝贵等人攻打日军的行动不断遭到叶志超的阻挠，日军遂顺利完成了对平壤的包围。1894年9月15日，战斗在三个战场同时展开：其一为大同江南岸（船桥里）战场。其二为玄武门外战场。其三为城西南战场。在大同江南岸战场，晨三时，日军第九混成旅团在大岛义昌少将的指挥下，首先向大同江南岸清军发起进攻。清军分兵抗拒，重创日军第9旅团。日军中、右两队司令官武田秀山中佐和西岛助义中佐拼命督战，攻陷了左右两翼的堡垒。但随即遭到清军的步炮协同夹击，再遭重创，这一仗日军遭受了重大伤亡，据《明治廿七八年日清战史》公布的数字，“将校以下死者约一百四十名，伤者约二百九十名”。 中队长级大尉军官被击毙四名，少尉军官被击毙二名。第9混成旅团长大岛义昌少将、第21联队长西岛助义中佐、炮兵第5联队第3大队长永田龟少佐均被击伤。
玄武门为日军的主攻方向，因此集中了优势兵力，由立见尚文少将的第十旅团（又称朔宁支队）和佐藤正大佐的第十八联队（又称元山支队）担任主攻。高州镇总兵左宝贵登玄武门指挥，激战中，左宝贵中炮牺牲，其部下三位营官也先后阵亡，午后二时玄武门遂被日军攻陷。日军向城内推进，遭到清军的奋力抵抗，只得退守玄武门。
在城西南战场，野津道贯亲率日本第五师团本队，于晨七时从平壤西南用炮火掩护步兵冲锋，清军马队进行反击。至中午，野津道贯见难以得手，下令暂停攻击，退回驻地。此时，军总统（总指挥）叶志超贪生怕死，在战局胶着的情况下，竟于午后四时树白旗停止抵抗，并下令全军撤退，日本便在清兵的退路上设下埋伏。当天雨夜，撤退的清军中伏，阵脚大乱，死亡2000人，被俘500余人。平壤之战以清军大败告终。以后6天中，清军狂奔五百里，一路逃至鸭绿江边，于21日渡鸭绿江回国。日军一路高歌猛进，占领朝鲜全境。
黄海海战发生于1894年9月17日，即平壤陷落的第三天，日本联合舰队终于在鸭绿江口大东沟附近的黄海海面挑起—场激烈的海战，这是甲午战争中继丰岛海战后第二次海战，也是中日双方海军一次主力决战。这场战役发生于鸭绿江口大东沟（今辽宁省东港市）附近海面。9月15日上午，北洋水师护送4000余名入朝援军到朝鲜。返航后在大东沟遭遇日军阻截，战斗由此爆发。日本海军在大同江外海面投入战斗军舰则有12艘，包括其全都精华，几乎可以说是倾巢出动。中午开战后，北洋舰队重创日本比叡、赤城、西京丸号诸舰，但北洋舰队中扬威、超勇二舰亦受重创。
黄海海战过程：
1894年9月15日上午，北洋舰队的主力，计军舰10艘，附属舰8艘，在丁汝昌率领下到达大连湾。
凌晨1时，铭军的十个营共四千人分乘五艘运兵船，向鸭绿江口的大东沟进发。
中午，舰队抵达大东沟（今辽宁省东港市），到次日早晨，军队全都登陆。
9月17日上午8时，运兵船卸载完毕。
9时，北洋水师定远号旗舰上挂出龙旗开始返航。
10时23分，日本联合舰队第一游击队率先发现了北洋水师。便挂出“东北方向发现三艘以上敌舰”的信号旗。
10时30分，北洋水师镇远舰桅楼上的哨兵看到西南方向海面上有几簇黑烟，发现日本舰队。丁汝昌随即命令各舰升火、实弹，准备战斗。
12时05分，日本联合舰队第一游击队在先，本队在后，呈单纵阵，接近北洋水师。
12时20分，北洋水师在行进中由双纵阵改为横阵，旗舰定远位于中央，其余各舰在其左、右依次展开，舰队呈楔形梯队。同时丁汝昌还发出命令：“各小队须协同行动；始终以舰首向敌；诸舰务于可能之范围内，随同旗舰运动之。”
12时50分，双方舰队相距5300米，北洋水师旗舰定远舰首先开炮。联合舰队第一游击队在距北洋水师5000米处即向左转弯，航向北洋水师右翼。联合舰队航向北洋水师右翼，冒险将舰队暴露于北洋水师阵前。十秒钟后，镇远舰也发出炮弹，紧接着，北洋舰队各舰一齐发炮轰击。三分钟后，日本旗舰松岛舰也开始发炮还击。
12时53分，联合舰队旗舰松岛开始发炮还击。定远主桅中弹，信号索具被炮火所毁（一说因战船老朽发炮时震塌飞桥），在飞桥上督战的丁汝昌身负重伤。
刹时间，双方各舰百炮一齐怒放，硝烟弥漫，海水沸腾。
开战之初，双方的力量对比如下： 名称 火炮/门 鱼雷发射管/架 总排水量/吨 总兵力/人 平均航速/节 北洋水师 195 556 32100 2126 10.2 日本联合舰队 268 568 40840 3916 14.5 其中，日本第一游击队平均航速达19.4节。另据英国海军年鉴统计，当时速射炮的发射速度是原后装炮的六倍，由此计算，日本舰队的火力实际上相当于北洋舰队的三倍。依航行次序，日舰配备情况如下：
第一游击队： 舰名 舰长 排水量/吨 速度/节 主炮/门 “吉野” 河源要一 4216 22.5 150mm速射炮 x 4 “高千穗” 野村贞 3709 18 260mm x2 “秋津洲” 上村彦之丞 3150 19 150mm速射炮 x4 “浪速” 东乡平八郎 3709 18 260mm×2 本队第一群阵： 舰名 舰长 排水量/吨 速度/节 主炮/门 “松岛”旗舰 尾本知道 4278 16 320mm x1 “千代田” 内田正敏 2439 19 120mm速射炮 x1 “严岛” 横尾道昱 4278 16 本队第二群阵： 舰名 舰长 排水量/吨 速度/节 主炮/门 “桥立” 日高壮之丞 4278 16 320mm x1 “比睿” 樱井规矩之左右 2284 13.2 170mm x2 “扶桑” 新井有贡 3777 13 280mm x2 本队左侧： 舰名 舰长 排水量/吨 速度/节 主炮/门 “西京丸” 鹿野勇之进 4100 15 120mm “赤城” 坂元八太郎 622 10.25 120mm 北洋舰队的12艘军舰配备情况如下： 舰名 舰长（管带） 排水量/吨 速度/节 主炮/门 “定远”旗舰 刘步蟾 7335 14.5 305mm x4 “镇远” 林泰曾 7335 14.5 305mm x4 “经远” 林永升 2900 15.5 210mm x2 “来远” 邱宝仁 2900 15.5 210mm x2 “致远” 邓世昌 2300 18 210mm x3 “靖远” 叶祖珪 2300 18 210mm x3 “济远” 方伯谦 2300 15 210mm x2 “平远” 李和 2100 14.5 260mm x1 “超勇” 黄建勋 1350 15 250mm x2 “扬威” 林履中 1350 15 250mm x2 “广甲” 吴敬荣 1296 15 150mm x2 “广丙” 程璧光 1000 17 120mm x3 另外六艘舰艇为炮舰镇南、镇中和鱼雷艇福龙号、左一、右二、右三。
战斗开始不久，北洋舰队旗舰“定远”舰由于下水12年，7年未修甲午海战结局，主炮炮塔起火，丁汝昌烧伤，信旗被毁（一说为被日军舰炮击中）。丁汝昌拒绝随从把自己抬入内舱，坚持坐在甲板上督战。可是他也只能鼓一舰士气。日第一游击队4舰利用航速优势绕攻北洋舰队右翼“超勇”、“扬威”，二舰相继被击中起火，退出战斗。日舰“吉野”也被北洋舰队击中起火，但很快被扑灭。13时30分左右，“超勇”沉没，管带黄建勋落水，“左一”鱼雷艇驶近相救，抛长绳援之，黄建勋不就，从容死难，舰上官兵也大部壮烈牺牲。
当日本第一游击队绕攻北洋舰队右翼时，本队也与北洋舰队主力交相攻击。日本军舰“比睿”、“赤城”、“扶桑”、“西京丸”遭到北洋舰队截击。
“定远”、“来远”、“经远”重创日舰“比睿”、“赤城”。“赤城”舰长坂元八太郎阵亡。“西京丸”也受重创。
14时15分左右，日本舰队绕至北洋舰队背后，与第一游击队形成夹击之势。北洋舰队腹背受敌，队形更加混乱。在混战中，北洋舰队一直冲杀在前的“致远”舰受到“吉野”、“高千穗”等的集中轰击，多处受伤，船身倾斜。伊东祐亨令第一游击队救援“赤城”、“比睿”。“吉野号”冲在最前面，正遇上全身着火的“致远”舰。邓世昌见吉野恃其船捷炮利，横行无忌，愤而说道：“倭舰专恃吉野，苟沉是船，则我军可以集事。”决意与之冲撞，同归于尽。邓世昌毅然全速撞向日本主力舰“吉野”号右舷，日本官兵见状大惊失色，集中炮火向致远射击，致远舰右侧鱼雷发射管被击中，引起大爆炸，3时30分，以右舷倾斜，在东经123度34分，北纬39度32分的黄海海面上沉没。全舰官兵除七名遇救外，其余自邓世昌以下全部壮烈殉国。（此说法目前最接近事实，致远舰冲向吉野号，有可能就是为了使用鱼雷攻击。也有另外的说法是致远舰是被日舰火炮击沉，战前北洋水师已经把鱼雷抛入海中。）
“经远”继续迎战“吉野”，遭吉野、浪速、秋津洲、高千秋四舰围攻，中丛弹起火，全舰奋勇抗御，经远全舰将士“发炮以攻敌，激水以救火，依然井井有条”。经远舰以一敌四，拒战良久。激战中，管带林永升不幸“突中炮弹，脑裂阵亡”，帮带大副陈荣和二副陈京莹也先后中炮牺牲。最后在浪速、吉野、秋津洲、高千秋的围攻下经远舰中弹累累，不久，“左舷舰首向水中沉下”，在东经123度40分7秒，北纬39度51分海面上，舰首向东，左舷倾覆而沉没。全舰官兵二百余人，除十六人遇救外，其余全部阵亡。
“致远”沉没后，“济远”管带方伯谦、“广甲”管带吴敬荣，临阵脱逃（方伯谦等是否临阵脱逃，有不同看法）。“靖远”、“来远”因中弹过多，退出战斗，避至大鹿岛附近紧急修补损坏的机器。
定远、镇远两舰浴血奋战，中弹甚多，几次起火。
下午3时30分，镇远舰的30.5公分大炮连续击中日本旗舰“松岛”号二次。松岛后甲板四号炮塔中弹后，火焰引发炸药，发生了大爆炸。松岛船轴倾斜5度，冒起白烟，火灾大作。
不久，靖远、来远抢修完毕，重新投入战斗。日本军舰赤城、比睿、西京丸负伤，旗舰“松岛”情况也不容乐观，“吉野”、“扶桑”也受了伤，又见北洋舰队重新集队，伊东祐亨便于17时40分左右下令撤出战场。
北洋舰队稍事追击，也收队返回旅顺。历时5个多小时的黄海海战到此结束。
黄海海战历时5个多小时，其规模之大，时间之长，为近代世界海战史上远东战区所罕见。
海战的结果：北洋舰队损失“致远”、“经远”、“超勇”、“扬威”、“广甲”（“广甲”逃离战场后触礁，几天后被自毁）5艘军舰，死伤官兵千余人；日本舰队“松岛”、“吉野”、“比睿”、“赤城”、“西京丸”5舰受重创，死伤官兵600余人。此役北洋水师虽损失较大，但并未完全战败。然而李鸿章为了保存实力，命令北洋舰队躲入威海港内，不准巡海迎敌。日本夺取了黄海的制海权。
黄海海战进一步揭露出了清朝的腐败无能，北洋水师建立之初，舰队在火力和整体吨位上远超当时的日本海军，日本海军的制定扩充海军计划，为筹集经费，天皇甚至从后宫经费中拨款给海军，而清廷则十年不添一舰一炮。大清水师军舰陈旧落后，虽然海军训练程度未见得低，但军械日渐落后。日本海军加紧训练，军舰保养好，在自主造舰的同时，向英国皇家海军购置新舰，学习经验。在海战开始前，北洋水师军舰老旧，锅炉破损，舰炮使用穿甲弹，射速慢，威力不足。而日本海军训练有素，装备了大批的新式战舰，使用大口径火炮，并装备了速射炮，开发出了新型的炮弹，在总体吨位上也超过了北洋海军，在海战上有了极大的优势。
黄海海战的时长。1894年9月17日12点50分海战打响，至下午5点半结束。中国30年洋务运动的自强成果，就在这4个多小时中灰飞烟灭。 从1894年9月17日到11月22日。在此阶段中，战争在辽东半岛进行，有鸭绿江江防之战和金旅之战。
鸭绿江江防之战开始于10月24日，是清军面对日军攻击的首次保卫战。当时部署在鸭绿江北岸的清军共约28000人。清朝任命宋庆为诸军总统，节制各军。日军进攻部队是山县有朋大将统率的第一军，包括桂太郎中将的第三师团和野津道贯中将的第五师团，共30000人。双方兵力不相上下。但是，宋庆虽负节制诸军之名，各路清军实则不服调度，而且平壤新败，士气不振，将领多无抗敌决心。日本则士气高昂，野心勃勃，日方发布由间谍宗方小太郎起草的《开诚忠告十八省之豪杰》檄文，对满清展开政治攻势，扬言要直捣北京，让清朝皇帝“面缚乞降”。之后的战况遂可想而知。
日军先于九连城上游的安平河口泅水过江成功。当夜，日军又在虎山附近的鸭绿江中流架起浮桥，清军竟未觉察。10月25日晨6时，日军越过浮桥，向虎山清军阵地发起进攻。清军守将马金叙、聂士成率部坚持抵抗，因势单力孤，伤亡重大，被迫撤出阵地。日军遂占领虎山。其他清军各部闻虎山失陷，不战而逃。26日，日军不费一枪一弹占领了九连城和安东县（今丹东）。在不到三天内，清朝重兵近三万驻守的鸭绿江防线竟全线崩溃。
金旅之战也开始于10月24日，至11月22日旅顺口陷落，这是甲午战争期间中日双方的关键一战。日本第一军进攻鸭绿江清军防线的同一天，大山岩大将指挥的第二军两万五千人在日舰掩护下，开始在旅顺后路上的花园口登陆。由于李鸿章一心要保旅顺港，清军便没有在此处设防。日军的登陆活动历时十二天，清军竟坐视不问，只有当地的农民自发抗击日本军，暂时拖住了日军的行动。11月6日，日军击溃清军连顺、徐邦道等部，进占金州（今辽宁大连市金州区）。7日，日军分三路向大连湾进攻，大连守将赵怀业闻风溃逃，日军不战而得大连湾。日军在大连湾休整十天后，开始向旅顺进逼。当时旅顺地区清军有七统领，道员龚照玙为前敌营务处总办，有“隐帅”之称，共辖33个营，约13000人。18日，日军前锋进军土城子，徐邦道的拱卫军顽强抗击，次日，龚照玙竟置诸军于不顾，乘鱼雷艇逃往烟台。19日，黄仕林、赵怀业、卫汝成三统领也先后潜逃。1894年11月21日，日军向旅顺口发起总攻，次日，号称“东亚第一要塞”的旅顺陷于日军手中。日军攻陷旅顺后，即制造了旅顺大屠杀惨案，4天之内连续屠杀中国居民，死难者最高估计达2万余人。
随着清军节节败退，在清廷内部，主和派已占上风，大肆进行投降活动。旅顺口失陷后，日本海军在渤海湾获得重要的根据地，从此北洋门户洞开，北洋舰队深藏威海卫港内，战局更是急转直下。 威海卫之战是保卫北洋海军根据地的防御战，也是北洋舰队的最后一战。其时，威海卫港内尚有北洋海军各种舰艇二十六艘。1895年1月20日，大山岩大将指挥的日本第二军，包括佐久间左马太中将的第二师团和黑木为桢中将的第六师团，共两万五千人，在日舰掩护下开始在荣成龙须岛登陆，23日全部登陆完毕。30日，日军集中兵力进攻威海卫南帮炮台。驻守南帮炮台的清军仅六营三千人。营官周家恩守卫摩天岭阵地顽强抵抗，最后被歼灭。日军也死伤累累，其左翼司令官大寺安纯少将被清军炮弹打死，这是日本在甲午战争中唯一阵亡的将军。由于兵力悬殊，南帮炮台终被日军攻占。2月3日，日军占领威海卫城。威海陆地悉数被日本占据，丁汝昌坐镇指挥的刘公岛成为孤岛。日本联合舰队司令伊东佑亨曾致书丁汝昌劝降，遭丁汝昌拒绝。5日凌晨，旗舰定远舰中雷搁浅，仍做“水炮台”使用。10日，定远弹药告罄，刘步蟾自杀。11日，丁汝昌在洋员和威海营务处提调牛昶昞等主降将领的胁迫下，拒降自杀。洋员和牛昶昞等又推署镇远管带杨用霖，出面主持投降事宜，杨用霖最终自杀。12日，由美籍洋员浩威起草投降书，伪托丁汝昌的名义，派广丙管带程壁光送至日本旗舰。14日牛昶昞与伊东佑亨签订《威海降约》，规定将威海卫港内舰只、刘公岛炮台及岛上所有军械物资，悉数交给日军。1895年3月17日，日军在刘公岛登陆，威海卫海军基地陷落，北洋舰队全军覆没。
辽东之战持续的时间很长。自日军突破清军鸭绿江防线后，连占凤凰城、岫岩、海城等地。大清国调两江总督刘坤一为钦差大臣督办东征军务，授以指挥关内外军事的全权，并任命湖南巡抚吴大澄和宋庆为帮办，以期挽回颓势。从1895年1月17日，清军先后四次发动收复海城之战，由于指挥不力，皆被日军击退。2月28日，日军趁胜追击，从海城分路进攻，3月4日攻占牛庄，7日不战而取营口，9日又攻陷田庄台。仅十天时间，清朝百余营六万多大军便从辽河东岸全线溃退。
