平壤战役和黄海战役之后，日本广造舆论，大肆渲染胜利，更加刺激了本身扩大侵略战争的野心。
清廷方面，身负军事指挥重任的李鸿章夸大失败，进一步推行消极避战方针，慈禧太后的主和态度也渐趋明朗。
北洋舰队还有战斗力。李鸿章担心经营多年的北洋舰队全军覆灭，严令舰队避藏在威海卫港内，不准出海迎战。日本取得了整个黄海的制海权。
日本陆军的前方就是鸭绿江了，日本人得陇望蜀，趁着军威进攻辽宁省。辽宁省会奉天是清廷的后院，是爱新觉罗家族的发源地。光绪皇帝决定集结全国兵力抵御日军。他电令东北军队火速集结到辽阳和奉天之间。
光绪皇帝召集群臣急商应敌之策。翁同龢对光绪说：“新疆巡抚刘锦棠在西北历练了十三年，深得左宗棠的经略真传，可堪大用。两江总督刘坤一是目前唯一健在的湘系重量级人物，也堪当此任。”
光绪说：“自从左宗棠去世以后，恪靖营裁撤几尽，现在只有新疆、陕西和甘肃几个营的驻防军，加上台湾的两个营和张家口一部，李光久已经带领两营湘军到了鸭绿江边，湘军人数不足十个营啊。”
翁同龢说：“这个好办。兵为将有，是湘军招募军队的原则，让他们回湖南去扩招就行了。”
光绪帝批准了老师的建议。于是，京师的密电飞往江宁、乌鲁木齐和长沙。
10月24日上午11点，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。
部署在鸭绿江北岸的清军共有八十二营，兵力约为两万八千人。清廷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，共三万人。双方兵力不相上下。但是，宋庆虽有总统各军的名义，各部却不服调度，而且士气不振，将领多无抗敌决心。
10月25日早晨6点，日军越过浮桥，向虎山清军阵地发起进攻。淮军守将马金叙和聂士成率部奋勇还击，因势单力孤，伤亡重大，被迫撤出阵地。日军占领虎山。
其他清军部队听说虎山失陷，不战而逃。
10月26日，日军不费一枪一弹占领了九连城和安东县。在不到三天内，清军重兵近三万人驻守的鸭绿江防线，竟然全线崩溃。
10月24日，大山岩大将指挥的日本第二军两万五千人在日舰掩护下，开始在旅顺后路的花园口登陆。日军的登陆活动历时十二天，清军竟坐视不问。
11月3日，日军开始向金州进犯。湘军宿将徐邦道认为金州是旅大后路咽喉，金州失守，旅大难保，主张分兵往援金州，以稳固旅顺口后路。
旅顺地区清军有七名统领，道员龚照玙为前敌营务处总办，有“隐帅”之称，共辖三十三营，约一万三千人。但是，没有人响应这个四川人的建议。
徐邦道见无人响应，便自率所部拱卫军步队三营赴金州御敌。徐邦道所部抵达金州后，深感兵力单薄，一再要求驻防大连湾的赵怀业派兵支援。赵怀业只派营官周鼎臣率两哨步兵前往应付。
徐邦道部到达金州后，会合金州的驻防练兵，在金州东路设防。督率部下昼夜赶修工事，分建堡垒于貔子窝至金州大道两旁山顶，以防御日军来路。
11月5日上午，日军第二军第一师团第一旅团长乃木希典少将指挥两个大队的兵力，向徐邦道拱卫军阵地发起攻击。徐邦道指挥部队凭垒据守，进行反击，击伤日军第二大队副官大野尚义及士兵二人。激战三小时，日军退去。
下午4点，日军再次发起进攻，又被击退。
11月6日凌晨，日军占领了与拱卫军阵地相距两里的高地，用大炮向拱卫军两侧山顶堡垒猛轰，然后派步兵冲锋。激战两小时，徐邦道部虽伤亡很重，但阵地仍屹立无恙。
由金州北路迂回进攻的日军第一师团本队，从后面抄袭徐邦道部后路。徐邦道见敌众我寡，腹背受敌，只得放弃东路阵地，率部退入城内固守。
日军在东路阵地上列炮，向金州城轰击。第一师团本队也在城东北的三里庄集中三十六门大炮，用排炮向金州城猛轰。枪子弹药，坠落如雨。接着，日军派工兵用炸药将北门爆破，潮水般涌入城内。不久，东门也被攻破。
徐邦道指挥守军与日军展开激烈巷战，终因众寡不敌，从西门和南门撤出，退往旅顺。
日军进占金州。
11月7日，日军分三路向大连湾进攻，发现清军早已溃散，不战而得大连湾。
日军休整十天后，于11月17日开始向旅顺进逼。
徐邦道不顾金州新败，军士饥疲，决定在日军进攻必经的道路上组织伏击。
11月18日拂晓，徐邦道率部开往旅顺以北二十里的土城子一带埋伏。中午，徐邦道所部在土城子以南与日军的搜索骑兵队遭遇，奋勇出击，打退日军。
徐邦道所部在金州新败，行帐辎重遗失，粮草缺乏，只好放弃阵地，退回旅顺就食。
这一天，龚照玙竟置诸军于不顾，乘鱼雷艇逃往烟台。
11月19日，黄仕林、赵怀业和卫汝成三名统领也先后潜逃。
11月21日，日军向旅顺口发起总攻。徐邦道率部守卫鸡冠山堡垒，指挥部队顽强抗战。激战一小时，击毙日军第十四联队第一大队长花冈正贞及多名日军。
但是，日军已攻破了鸡冠山西侧的椅子山、松树山和二龙山诸堡垒。徐邦道孤军难守，被迫率军退入市区。
下午，日军占领了旅顺后路各堡垒，突入市区。攻守双方激烈巷战，清军死伤惨重。当晚，徐邦道、张光前和程允和等人率残部乘夜沿南关岭退往金州。
第二天早晨，旅顺口陷落。日军进入城内，血洗全城。
旅顺陷落后，日本第一军西攻海城，清军弃城逃走。海城失陷。奉天府受到威胁，辽西震动。
随着清军节节败退，清廷内部主和派已占上风，大肆进行投降活动。日本海军已在渤海湾获得重要根据地，从此北洋门户洞开。北洋舰队深藏威海卫港内，战局更加急转直下。
12月22日，代理湖南巡抚邵友濂奉命赶赴日本议和。户部左侍郎张荫桓代理湖南巡抚。