此後，麵對各方壓力，李鴻章又一次派丁汝昌率隊出巡大同江口。這次出巡是8月9日，即宣戰後的第八天。巧的是，就在出巡的第二天，日本海軍大隊共二十一艘軍艦駛抵威海衛口外，想找北洋海軍進行決戰。由於北洋海軍主力不在港內，日本艦隊向我岸上炮台發射了一陣炮彈之後，便迅速撤離。
日艦襲擾威海衛的消息讓京師感到震動。一些外國人也警告說，要防範日軍在直隸沿海登陸。李鴻章當即電令丁汝昌率艦回防，並叮囑他此後海軍不必遠出，有警則全隊迎擊。朝廷也電諭丁汝昌：“威海、大連灣、煙台、旅順等處為北洋要隘，大沽門戶，海軍各艦應在此數處來往梭巡，嚴行扼守，不得遠離，倘有疏虞，定將丁汝昌從嚴治罪。”
這一電令與以往不同，明確要求北洋海軍梭巡各口，“嚴行扼守，不得遠離”。這種朝三暮四，隨心所欲的改變，實際上反映了清政府的戰略並不明確，同時也讓丁汝昌無所適從。但局外人並不了解個中內情，他們對海軍的無能依然感到憤怒。廣西道監察禦史高燮曾、河南道監察禦史易俊等先後上奏，強烈請求撤換海軍提督，將丁汝昌治罪。
8月25日，軍機處開會討論此事。翁同龢、李鴻藻首先發言，認為不治丁汝昌之罪，公論未孚，主張將其革職，戴罪自效。額勒和布與孫毓汶隨後發言。他們並不反對將丁革職，但在處理細節上提出了一點意見。額勒和布說：
“換帥事大，是否讓李鴻章找到接替的人選，再行降旨。”[411]
孫毓汶則認為：
“處理決定宜發電旨，不必明發上諭。”
但翁同龢對上述兩點意見都表示反對。最後，翁的意見占了上風。第二天，朝廷明降諭旨：
海軍提督丁汝昌著即行革職，仍責令戴罪自效，以贖前衍。倘再不知奮勉，定當按律嚴懲，決不寬貸。[412]
與此同時，朝廷還電令總理衙門：
現倭船屢窺海口，海軍防剿統將，亟須得人。丁汝昌畏葸無能，巧滑避敵，難勝統帶之任。嚴諭李鴻章於海軍將領中遴選可勝統領之員，於日內複奏，不得再以臨敵易將、接替無人等為詞，曲為回護，致誤大局。[413]
麵對皇帝的嚴旨，李鴻章不能再藏著掖著了，隻好說出自己的真實想法。8月29日，在朝廷諭旨下達三天後，他上了一份奏折。在奏折中，他首先表明對丁汝昌“斷不敢稍涉徇護”，接著詳細分析了敵我海軍的實力，指出我軍的劣勢主要在船隻性能差、航速慢和數量少。特別是部議停購船械，我軍未增一船，而日本新購的軍艦卻有九艘。船越新，性能越好，作戰能力也越強，這是不言而喻的。丁汝昌和海軍各將領曾多次提出添購新艦，但他“仰體時艱款絀，未敢奏谘瀆請，應當躬任其咎”。也就是說，這事責任在他，不怪朝廷，而真實的情況如何，朝廷心裏清楚，李鴻章自然也不會去說。
在分析完敵我實力之後，李鴻章闡述了自己的戰略思想。他說，“海上交鋒，恐非勝算”，“倘與馳逐大洋，勝負實未可知”，萬一有個閃失，即便再買新艦也遠水不及近火。不如以現有的力量，隻在渤海內外遊弋，“作猛虎在山之勢，倭尚畏我鐵艦，不敢輕易爭鋒”。這樣，不僅可保北洋門戶無虞，而且對敵也是一種牽製，使之不敢輕易來犯中國各口。他還強調說，“蓋今日海軍力量，以攻人則不足；以之自守尚有餘。用兵之道，貴於知己知彼，舍短用長”。因此，眼下要“以保船製敵為要”，不能與敵硬拚，希望局外者能夠諒解。
至於選拔新帥之事，他認為，目前海軍功罪尚無定論，且丁汝昌情形熟悉，眼下海軍中還無人能超過他。現有海軍將領中，如總兵劉步蟾、林泰曾等，均係學生出身，未經戰陣，難以服眾，也無法統率全軍。若另調他省水師人員，又恐情況生疏，貽誤軍情，所以臣不敢輕易舉薦。
這份奏折，李鴻章顯然花了功夫。字斟句酌，滴水不漏，不僅道出了海軍的實情，提出了海軍當前“保船製敵”的方略，而且也客觀陳述了理由，為丁汝昌做了開脫和保全。不久，慈禧太後發話了，認為丁汝昌不當撤。於是，光緒皇帝隻得改變決定。再次降旨：
丁汝昌暫免處分，著李鴻章嚴切戒飭，嗣後務須仰體朝廷曲予保全之意，刷新精神，盡心防剿。[414]
丁汝昌的帥位雖然保住了，但經過這樣一番折騰，他的心情可想而知，情緒也大受影響。