日本在朝鮮不走，清政府的軍隊也不可能離開。1894年7月中旬，全世界都已知道日本要幹什麼，清政府自然也知道日本要幹什麼。許多人都要求派重兵到朝鮮，和日本開戰。
但清政府的效率太低，還未等他們做出什麼反應，日本已先發製人。1894年7月23日淩晨，在朝鮮的日本軍隊突襲漢城王宮，挾持朝鮮國王，解散朝鮮親華政府，扶植國王生父興宣大院君李昰應上台攝政，同時以閃電般的速度成立了以金弘集為實際首腦的親日傀儡政府。日本嗾使金弘集內閣斷絕與清朝的關係，並“委托”日軍驅逐駐朝清軍。
現在，日軍有了最好的借口和中國開戰，因為人家已是朝鮮請來的救兵。
1894年7月25日清晨，中日兩國的海軍正式接觸，這是甲午海戰的第一幕，被稱為豐島海戰。“濟遠”和“廣乙”兩艘中國軍艦在完成護送清軍在朝鮮牙山登陸後，離牙山返航，在朝鮮豐島海麵，遇上日本聯合艦隊第一遊擊隊“吉野”、“浪速”及“秋津洲”這三艘以高航速和高射速為特征的軍艦。7時20分，第一遊擊隊望見“濟遠”和“廣乙”兩艦，即時下戰鬥命令。7時45分，第一遊擊隊旗艦“吉野”首先開炮：這是日本在甲午戰爭不宣而戰的開始。中國軍艦隨後還擊，兩軍展開激烈炮戰。福建船政局自製砲艦“廣乙”受重傷，無法發射魚雷，船身傾斜，於是退出戰鬥，在朝鮮十八島附近擱淺，縱火自焚。“濟遠”艦則作戰英勇，傷亡亦慘重。8時30分，“濟遠”艦全速向西撤退。日艦猛追，“濟遠”艦懸起白旗。日艦追近，“濟遠”艦又加掛日本海軍旗。“浪速”艦發出信號勒令“濟遠”艦立即停輪。
此時載有第二波増援朝鮮清軍並懸掛英國國旗的“高升”號商輪和滿載軍械的“操江”艦駛來。日軍三艦見“高升”號與“操江”艦，立即以“浪速”艦攔截“高升”號，以“秋津洲”艦攔截“操江”艦。“濟遠”艦借機西撤，日艦以時速22.5節的“吉野”號窮追“濟遠”艦不舍，“濟遠”艦拋下“高升”號而走，並發尾砲攻擊“吉野”號。
“濟遠”艦駛抵威海，並在《航海日誌》中捏造戰果：“擊死倭提督並官弁數十人，彼知難以抵禦，故掛我國龍旗而奔”。而後丁汝昌誤報“濟遠”艦擊沉“吉野”號。事實上“吉野”皮毛未損，無恙而歸。真的悲慘的是“高升”號運兵船！“高升”號被“浪速”擊沉，殉難者達七百餘人。“操江”艦也被俘虜。
7月28日夜，日本陸軍進攻牙山清軍，發生激戰，清軍不支，退向平壤。這是第二幕。
8月1日，中日雙方同時宣戰！
此後，日軍的攻勢，呈一日千裏之勢。8月17日，日軍隻用了一天時間就攻下重兵防守的平壤，鎮守平壤的葉誌超等人於夜間統率諸軍，棄城北走，經過安州、定州，都棄而不守，這是第三幕。
第四幕，日軍把淮軍精銳一舉趕過了鴨綠江，朝鮮全境落入其手。8月18日，日本艦隊在黃海捕捉到了北洋艦隊的主力，黃海海戰正式登場。
北洋艦隊開始擺出的是“並列縱陣”（“定遠”、“鎮遠”兩艦居前），以每小時五海裏的速度向西南方向前進。日本則以第一遊擊隊“吉野”、“高千穗”、“秋津洲”、“浪速”4艘速率最高的巡洋艦為前鋒，伊東祐亨自乘旗艦“鬆島”，率領本隊“千代田”、“嚴島”、“橋立”、“比睿”、“扶桑”緊隨其後，正中午時，日本又將“西京丸”、“赤城”移至本隊左側。
北洋艦隊指揮官丁汝昌發現日艦成“單行魚貫陣”撲來，馬上轉換思路，采取主艦居中的“夾縫雁行陣”（交錯配置的雙橫隊）應對。但由於旗艦“定遠”艦航速過快，“濟遠”、“廣甲”等艦未能及時跟上，陣形因此成為半月形而類似“後翼梯陣”。
12點50分，中日海軍在大鹿島（大洋河口外）西南3海裏處同時開火。“定遠”號首先發主炮對日軍攻擊，其餘各艦緊隨其後陸續開炮，但炮彈出去後卻連日本軍艦的影子都沒有碰到。厄運突然降臨，“定遠”發炮後，炮彈突然炸膛，震塌船上的飛橋，丁汝昌被掀翻到三米的高空，摔到地上時已不能動彈，同時信旗被毀，各艦失去統一指揮。日本海軍第一遊擊隊4艦陸續以其右舷速射炮猛轟“揚威”、“超勇”，二艦厄運當頭，被擊中後掉頭跑掉。日艦“吉野”也被北洋艦隊擊中起火，但火勢不大，很快撲滅。下午一點半左右，“超勇”被擊中沉沒。
當日本第一遊擊隊繞攻北洋艦隊右翼時，本隊也與北洋艦隊主力交相攻擊。比較倒黴的是日本軍艦“比睿”、“赤城”號，它被北洋艦隊截住痛毆。“定遠”、“來遠”、“經遠”重創“比睿”、“赤城”。“赤城”艦長阪元八郎太當場被炮彈擊中斃命。“西京丸”也受重傷。不過，日本艦隊的航速快、便於機動的優點拯救了它們，第一遊擊隊和本隊互相配合，至下午兩點十五分左右，本隊已繞到北洋艦隊背後，和第一遊擊隊共同對北洋艦隊完成前後包圍，北洋艦隊腹背受敵，隊形更比從前混亂起來。在混戰中，“致遠”艦多處受傷，船身傾斜。伊東祐亨令第一遊擊隊救援“赤城”、“比睿”。“吉野”衝在最前麵，正遇上“致遠”。管帶鄧世昌見不得“吉野”如此猖狂，下令開足馬力，準備用衝角撞擊“吉野”，希望能和敵人同歸於盡。但老天爺不保佑，鄧世昌的戰艦被日本軍艦發射的魚雷擊中，船上250名官兵全部壯烈犧牲。
“經遠”始終堅挺著，和“吉野”號互相毆打，可惜，它的運氣也不太好，中彈起火，管帶林永升陣亡，隨後，“經遠”也沉入海底。“致遠”沉沒後，“濟遠”管帶方伯謙、“廣甲”管帶吳敬榮，貪生怕死，臨陣脫逃。“靖遠”、“來遠”因中彈過多，退出戰鬥，避至大鹿島附近緊急修補損壞的機器。在“致遠”、“經遠”等艦同第一遊擊隊激戰的同時，“定遠”、“鎮遠”兩艦正負隅頑抗著日艦本隊的圍攻，雖中彈無數，數次起火，全體官兵的鬥誌卻越挫越勇，精神的力量使他們在重傷的情況下重創了日本旗艦“鬆島”號，打死打傷炮台指揮官海軍大尉誌摩清直以下100多人。一個多小時後，之前退出戰場修理的“靖遠”、“來遠”重新投入戰鬥。
然而，它們的到來無濟於事，“靖遠”幫帶大副劉冠雄見“定遠”號旗桅杆斷裂，不能升旗指揮，建議管帶葉祖珪代懸信旗集隊，指揮各艦繞擊日艦。這時，日旗艦“鬆島”已經癱瘓，“吉野”也喪失了戰鬥力，其餘日艦也都傷亡慘重，不能再戰，又見北洋艦隊重新集隊，伊東祐亨便於17時40分左右下令撤出戰場。北洋艦隊稍事追擊，但剛才被打得頭暈腦脹，所以急忙收隊返回旅順。
至此，曆時5個多小時的黃海海戰結束。北洋艦隊龜縮到了根據地威海衛，黃海、渤海的製海權全被日軍掌控。
但它的厄運遠沒有結束。
1895年1月20日，日本大將大山岩大指揮的日本第二軍，包括佐久間左馬太中將的第二師團和黑木為楨中將的第六師團，計為兩萬五千人在日本軍艦掩護下開始在榮成龍須島登陸，23日全部登陸完畢。當時，北洋艦隊在威海衛港內尚有各種艦艇二十六艘，實力仍不可小覷。
1月30日拂曉，日軍對威海衛南岸的製高點摩天嶺發動攻擊。在這裏的清軍一個營奮起抵抗，港內北洋艦隊的“定遠”、“鎮遠”、“來遠”等艦也駛至南岸助戰。日軍經過苦苦爭奪，終於攻克摩天嶺炮台。
日軍攻占摩天嶺炮台後，用炮台的大炮掩護右翼隊向楊楓嶺進攻。楊楓嶺守軍一營，在副將陳萬清指揮下，抗擊數倍於己的敵人，自上午8時至11時，激戰3小時，打退了日軍多次衝鋒，予敵以重大殺傷。敵軍衝不上去，就集中炮火瘋狂轟擊。炮台周圍的樹木被擊中起火，彈藥庫也被擊中，炮台上烈焰升騰，守軍傷亡過半，被迫撤退，楊楓嶺炮台被攻陷。
當日軍右翼隊進攻南幫炮台時，左翼隊也向南幫陸路炮台南側的虎山發起進攻，企圖一舉攻克虎山，再向北推進，切斷南幫炮台清軍退路，配合右翼隊實行南北夾擊。駐守虎山的兩營清軍奮勇殺敵，炮兵也配合轟擊，使日軍傷亡慘重。後來，清軍由於指揮官劉樹德貪生怕死，棄軍逃跑而自行潰散，虎山失陷。日軍攻占虎山後，向北推進到風林集，切斷了由南幫炮台撤下來的七八百名清軍的退路。在這緊急關頭，海軍提督丁汝昌親自指揮靖遠、鎮南等4艘炮艦駛到南岸楊家灘附近，用排炮向日軍轟擊，日軍不支，倉惶逃走。被圍清軍在陳萬清率領下突圍。
日軍攻下南幫陸路炮台後，立即對龍廟咀、鹿角咀、皂埠咀3座海岸炮台進行海陸夾攻。日軍首先進攻龍廟咀炮台，守台的40名清軍奮勇抵抗，終因寡不敵眾，全部壯烈犧牲。
日軍占領龍廟咀炮台後，立即利用炮台上的大炮向鹿角咀炮台轟擊，炮台外的長牆被炮火摧毀，日軍從缺口蜂湧而上。炮台守軍沒有近射武器，無法抵抗，炮台被攻占。日軍又利用從楊楓嶺、龍廟咀、鹿角咀等炮台上奪取的清軍大炮，輪番猛轟皂埠咀炮台。為使炮台上的6門15—28公分口徑的大炮不致被日軍用來威脅劉公島炮台和港內北洋艦隊，丁汝昌派魚雷艇載敢死隊前往炮台毀炮。
1月30日，日軍第二師團進攻鳳林集，被北洋艦隊的排炮轟退。
2月1日，日軍懾於北洋艦隊的炮火威力，不敢沿海岸線進攻威海衛城，而采取從西路迂回的戰術。2日，日軍探知威海衛城內清軍已全部撤退，遂占領該城，並分兵進攻北幫炮台。由於守將戴宗騫貪生怕死，6營守軍先後解散或潰散。丁汝昌隻好下令炸毀藥庫。日軍不戰而占領了北幫炮台。
威海衛南北海岸炮台既失，日軍便以全力進攻劉公島、日島炮台和港內的北洋艦隊。
麵對日軍的海陸夾擊，北洋艦隊和劉公島、日島守軍，在丁汝昌的率領下，奮勇抵抗。雙方炮戰終日，日艦始終未能靠近港口。
2月4日和5日，伊東祐亨進行魚雷艇夜襲，擊沉北洋艦隊的定遠、來遠、威遠等艦，削弱了北洋艦隊的實力。