第三，後路防禦不保險。甲午戰爭爆發後，清軍在山東半島陸續進行了兵力調動，到威海衛保衛戰打響的時候，除威海衛地區以外，清軍在山東半島的總兵力共2萬多人，歸山東巡撫李秉衡指揮。盡管從數量上看，這些兵力並不少，但山東半島地域廣闊，2萬人實在是不夠分配，再加上這些清軍戰鬥力怎麼樣，連李鴻章心裏也沒有底。
第四，官兵士氣很低落。黃海海戰後，北洋海軍官兵的士氣一落千丈，特別是退守威海之後，看不到取勝的希望，導致了後來失敗情緒的蔓延，甚至發生了海軍艦艇集體逃亡事件。
在這些看不見的隱患中，威海保衛戰將怎樣展開呢？
日軍占領旅順後，大本營的打算是按原計劃在渤海灣登陸，盡快與清軍展開直隸平原決戰。可是伊東佑亨卻有自己的看法，他認為，冬季渤海灣已封凍，登陸困難；特別是北洋海軍還沒有被完全消滅，必將威脅登陸部隊後路安全。有鑒於此，大本營決定改變作戰計劃，先消滅北洋海軍，然後在實施直隸平原決戰。於是，大本營調集第二軍第二師團與第六師團組成“山東作戰軍”，在聯合艦隊配合下會攻威海衛。
從威海衛的地理環境和防禦設施情況來看，日軍要想從正麵擊破威海防禦，必將付出沉重代價。對於這一點，日軍通過偵查早已了如指掌，遂決定從山東半島最東端的成山頭龍須島登陸，采取後背包抄戰術攻取威海衛。日軍之所以選定在榮成灣登陸，從參謀本部派遣間諜調查後完成的意見書中可以找到原因：榮成灣位於山東半島成山角之西南，西距威海衛水路約30海裏，灣口麵向西南，寬約4海裏，水深4至5尋。此處能避北風和西風，底為泥沙，適於受錨，平時為漁船停泊之地，故無論遇到何等強烈的西北風天氣，艦船亦可安全錨泊。況且，本灣位於直隸海峽外側之偏僻海隅，一旦中國與外國發生海戰，即成為軍事重地。故欲攻占威海衛，必先取此灣為基地。
1895年1月16日，日軍“山東作戰軍”所有部隊在大連灣集結完畢，與此同時，聯合艦隊也進行了改編，將軍艦編為5隊，包括本隊4艘、第一遊擊隊4艘、第二遊擊隊4艘、第三遊擊隊5艘、第四遊擊隊5艘，實力大大增強。還製定了《護送陸軍登陸榮成灣計劃》。
1月19日，日軍第一批運兵船19艘和海軍運輸船6艘，載運大批日軍，在日本聯合艦隊25艘艦艇的護送下，從大連灣出發，駛向山東半島。為了這次登陸，日本海軍動用了幾乎全部力量，確保萬無一失。
20日淩晨，日軍出現於龍須島，先用艦炮向岸上轟擊兩個多小時，清軍小股部隊僅放了幾炮後便逃之夭夭，陸上再無一兵一卒，日軍在毫無抵抗的情況下登陸。21日和23日，又有第二批和第三批日軍到達。這樣，在5天時間裏，日軍共有34000多人，3800多匹戰馬上了岸。
日軍在龍須島登陸後，並沒有馬上行動，而是就地休整了兩天。25日，日軍主力在大山岩指揮下，兵分南北兩路開始向威海進犯。當時正值嚴冬，天寒地凍，又下起了大雪，日軍遇到了交通不便，補給困難等麻煩，此時威海後路加上守衛威海衛的清軍共有40多個營，20000餘人，如果山東巡撫李秉衡能夠積極部署兵力，充分利用地形熟悉，人民群眾支持等有利條件，給日軍造成沉重打擊也是有可能的。可是李秉衡瞻前顧後，錯誤地判斷形勢，擔心日軍再在煙台以西、文登以東沿海登陸，僅派出孫萬林部1200餘人前往迎擊日軍。盡管孫萬林是位具有民族氣節的愛國將領，他率軍在威海衛東25公裏的白馬河阻擊敵人，與敵激戰兩小時，以傷亡2人的代價，打死日軍百餘人，俘虜2人，取得了完全勝利。可日軍大隊到來後，孫萬林寡不敵眾，隻好撤出陣地，日軍撲向威海衛後路。
1月30日晨，日軍對南幫炮台發起進攻，首先攻占了摩天嶺、楊楓嶺等陸路炮台，又水陸夾擊攻擊海岸炮台，負責防守3座炮台的總兵劉超佩棄台先逃，隻有少數愛國官兵拚死抵抗，直至壯烈犧牲，日軍先後占領了龍廟嘴、鹿角嘴和皂埠嘴炮台。至30日上午，南幫炮台全部陷落。
奪取南幫炮台後，日軍又繞道後路進攻北幫炮台，威海衛西路清軍十餘營，僅有孫萬林部頑強抵抗，阻止日軍前進，給敵人以較大殺傷，但終因勢單力薄，被迫退卻。威海衛城內守軍則聞聲潰逃，日軍兵不血刃占領威海衛城。隨後，日軍發起對北幫炮台的進攻。防守南幫炮台的是道員戴宗騫所率6營，可這些清軍紀律敗壞，毫無鬥誌，在南幫炮台戰鬥打響後，即有4營潰散，日軍占領南幫炮台的當晚，又有一營潰散。2月1日，當日軍逼近北幫炮台時，最後一營也大多逃散，全部防軍隻剩19個人堅守崗位。丁汝昌聞訊，派人炸毀了北幫炮台彈藥庫。2月2日，日軍不戰而奪取北幫炮台。這樣，僅僅經過了7天的戰鬥，日軍就實現了水陸合圍劉公島的意圖，劉公島成了一座孤島。
在威海城陷落之前，李鴻章發來了一封寄托著他最後希望的電報，他囑咐丁汝昌，萬一劉公島保不住，一定要率領軍艦衝出港口，要麼跑到煙台，要麼跑到吳淞，總之不要被日軍全部消滅。看著電報中李鴻章的囑咐，丁汝昌的臉上露出一絲苦笑，因為他知道，李鴻章的方案是完全行不通的，隻要北洋海軍的艦船離開威海港，它再也不可能安全開進港口了。所以丁汝昌給李鴻章回了電報，他說，退往煙台是萬萬使不得的，如果海軍走了，陸軍會心寒的，大局更難設想。目前隻有一條路，死也要死在港口裏。威海陷落以後，威海和劉公島通往外界的通訊完全中斷了，丁汝昌聽不到來自朝廷和李鴻章的遙控指揮了，他一心一意地按照自己的想法，作最後決戰的準備。
就這樣，一場最艱難，也是最後的決戰即將來臨。
縱觀這場威海保衛戰，過程是很複雜的，但我可以用4個關鍵詞來總體描述這場海戰。
第一個詞是“襲擊”。
這個“襲擊”，指的是日本海軍和北洋海軍的相互襲擊。我們先看來自日本海軍的襲擊。
就在陸軍侵占南北幫炮台之時，日本海軍則在劉公島正麵實施牽製，調動全部艦艇警戒威海港兩口，並對港內北洋海軍艦艇實施猛烈轟擊。然而，北洋海軍對威海港東西兩口的防禦是比較嚴密的，除了岸上的炮台以外，在水中還設置了水雷，木柵、鐵鏈等障礙物，大的軍艦是無法進入港口的，所以日本海軍便尋找縫隙，用小型的魚雷艇衝進港口實施近距離的襲擊。第一次襲擊發生在1895年的2月3日，這天夜裏，有兩艘日軍魚雷艇偷偷開進港內，但沒有偷襲成功，隻斬斷了一條鐵鏈。5日淩晨，發生了更大規模的襲擊，8艘日軍魚雷艇乘著黑暗，從障礙物的縫隙中開進了港口，結果被北洋海軍的警戒艦發現，各艦同時開火，8艘魚雷艇紛紛逃竄，隻有一艘魚雷艇瞅準機會，對著一艘巨大的軍艦發射了一枚魚雷，這艘軍艦正是“定遠”號。“定遠”的左舷中部被擊中，艦體迅速傾斜。管帶劉步蟾見情況不妙，下令起錨，在“定遠”沉沒之前，開到了劉公島南岸擱淺了，變成了固定炮台。
這次襲擊對北洋海軍是一個沉重的打擊。此後，日本海軍又發動了多次襲擊，北洋海軍的“來遠”艦、“威遠”艦相繼被擊沉。在實施魚雷艇偷襲的同時，日本聯合艦隊的主力，則全部集中於威海港的正麵，不斷向港內進行炮擊，北洋海軍抵抗的力量越來越弱。
丁汝昌不願意坐以待斃，決定組織反擊。他集中了13艘魚雷艇，準備讓它們衝出西口，襲擊日艦。2月7日上午，正當日本聯合艦隊發動總攻的時候，一個在世界海戰史上都極為罕見的場麵出現了。威海港的西口木筏門突然打開，北洋海軍的13艘魚雷艇魚貫而出，日本聯合艦隊司令長官伊東佑亨被這突如其來的場麵驚呆了，他斷定是丁汝昌派艇來襲擊的，他立即下令各艦嚴加防範。可是，伊東佑亨和丁汝昌都沒有想到，這13艘小艇並沒有衝向日本艦隊，而是奪路向西，也就是煙台方向奔逃。這究竟是怎麼回事呢？