第二阶段
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。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。
第三阶段
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。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。