孙万龄部于1月22日到达桥头，收集了从荣成败退的阎得胜部。次日，戴宗骞所派知府刘树德率领的两营绥军亦抵桥头一带。在清军东进过程中，沿途人民自动支援，在凤雪中帮助拉炮和运送粮草，并协助侦察敌情，修工事，抓特务，给清军官兵以很大鼓舞。26日起，孙、刘两部清军在桥头附近奋勇阻击南路日军前锋，使敌人接连两天不得西进。但北路日军由于清军阻击不力，较快地进抵鲍家村、崮山后一带，严重威胁着南帮炮台的安全。
28日，李秉衡命孙万龄、戴宗骞夹攻北路日军。但是，戴宗骞违令不至，而阎得胜又不战而退。孙万龄部孤军力战，终因众寡不敌，退回桥头。此时，驻守桥头的刘树德所率绥军竟被戴宗骞调回威海，孙万龄左右无援，亦弃桥头西去。南路日军遂占桥头，并向温泉汤方向逼进。
30日晨，南北两路日军分别进攻凤林集东南高地和威海南岸堡垒群。南帮炮台官兵英勇抵抗，给日寇以大量杀伤，并击毙敌第十一旅团长大寺安纯少将。当日军尚未逼近时，丁汝昌曾建议戴宗骞事急时卸掉南帮炮台的大炮炮门，以免日军利用，轰击港内军舰，但戴宗骞不同意。后来果如丁汝昌所料，日军从南帮炮台发炮轰击港内舰船，使北洋海军处于腹背受敌的窘境。当南帮炮台战斗激烈时，巩军统领刘超佩临阵脱逃，乘小轮渡奔北岸，南岸士兵各自为战。一部分官兵最后在港内军舰火力支援下，由长峰以东沙滩突围，退至成海卫。日舰队一部在南岸激烈陆战时，曾逼近东口，但被日岛清军的猛烈炮火山退。30日下午，南帮炮台全部陷落。
南帮炮台失守后，驻守北岸的绥军见南岸伤亡惨重，便望风溃退，刘树德也仓皇逃命。戴宗骞无奈，移驻祭祀台，从者皆散。2月1日，丁汝昌乘小轮将戴宗骞接往刘公岛（戴至岛即自杀），并炸毁北帮炮台及弹药库，以免资敌。于是，日军不战而占领威海北岸。至此，威海陆上据点尽失，北洋舰队和刘公岛陷入重围。
（三）北洋舰队的覆没
1月30日，一直停泊在荣成湾的日本联合舰队二十一艘军舰（留四艘警戒运输船），在南帮炮台两军激战时，于凌晨2时启航开向威海，7时抵达百尺崖南，先后配合陆军轰击杨峰岭、所前岭炮台。南帮炮台陷落后，北洋舰队因威海港东口暴露在敌军陆路炮火之下，遂移至西口。于是，日鱼雷艇得以破坏东口障碍物，且入港袭击北洋舰只。
在此不利的情况下，北洋舰队本应冲破日军舰队的封锁，出到海上，拚力一战。清廷早在1月23日即曾电谕李秉衡：“现在贼踪逼近南岸，其兵船多只，难保不闯入口内，冀逞水陆夹击之诡谋。我海舰虽少，而铁甲坚利，则为彼所无，与其坐守待敌，莫若乘间出击，断贼归路。”李鸿章于同一天电告丁汝昌：“若水师至力不能支时，不如出海拚战。即战不胜，或能留铁舰等退往烟台。”但是，丁汝昌却表示：“海军如败，万无退烟之理，惟有船没人尽而已。旨屡催出口决战，惟出则陆军将士心寒，大局更难设想。”他决定株守港内，既不出战，又不转移。1月30日，李鸿章再次电告丁汝昌、戴宗骞：北洋舰队应冲出威海，“设法保船”。“万一刘（公）岛不保，能挟数舰冲出，或烟台，或吴淞，勿被倭全灭，稍赎重愆。否则，事急时将船凿沉，亦不贻后患。”但是，丁汝昌仍迟不执行。
2月3日，日舰及占据南帮炮台的日军以大炮水陆合击刘公岛及北洋舰队，双方相持竟日。刘公岛清军伤亡甚众。当夜，日鱼雷艇队闯入东口袭击北洋舰只，“定远”中雷重伤，不久自毁。但日军也有五艘鱼雷艇被击沉。“定远”毁后，丁汝昌移督旗于“镇远”舰。5日，日军又水陆一起发炮轰击，炸毁日岛弹药库及地阱炮。清军发炮还击，击伤日舰两艘。6日凌晨，日鱼雷艇又入东口，袭沉“来远”、“威运”及“宝筏”号。7日，管带王登瀛私率十二艘鱼雷艇从西口逃出，遭日舰追击，全部被俘。此时，刘公岛电讯已中断，形势岌岌可危。在北洋舰队服役的洋员唆使部分民族败类鸣枪过市，公开要求投降，引起刘公岛居民惶惧，军心涣散。9日，“靖远”被敌击沉。当天，刘步蟾自杀。此时，北洋舰队尚有“镇运”、“济远”、“平运”、“广丙”以及“镇中”等大小舰船十艘，但弹药将尽。10日，丁汝昌命令沉船，由子洋员的阻挠，无人执行。
11日，丁汝昌得到烟台密倌，知李秉衡已远逃莱州，陆路增援已无希望，便召开会议，研究突围。当即遭到洋员瑞乃尔（德国炮师）、马格禄以及一小撮民族败类营务处道员牛昶炳等的坚决反对，迫使丁汝昌、张文宜等相继自杀。12日晨，一群贪生怕死之徒盗用丁汝昌名义，向日本舰队投降。于是，北洋舰队尚存的“镇远”、“济远"，“平远”等十艘舰艇以及刘公岛炮台和军资器械，全被日军所掳。
日军从荣成湾登陆至占领威海卫军港，为时仅三个星期。和辽东半岛之战一样，清军在山东半岛之战中仍然采取消极防御的被动挨打方针，作战指导上产生了一连率的失误。首先，由于对日军攻占旅大之后的战略企图判断错误，在战略防御部署上重奉天而轻山东，山海关内外重兵云集，山东方面则不但没有增加，反而抽兵（总兵章高元所率嵩武军八营）北援辽东，以致日军由荣成西进时，山东清军无足够数量的预备队可供调遣，不得不从威海附近分兵堵截，造成顾此失彼的被动态势。其次，山东清军在部署上分兵把口，以致处处兵单，尤其是没有汲取日军于花园口登陆从侧后进犯旅大的教训，对敌人从远处登陆进行侧后攻击的可能性缺乏预计；当得知日军已从荣成方向登陆后，又未能及时集中兵力，组织有力的反击，致使登陆之敌得以两路并进，直扑威海。此外，李鸿章死守其保船避战的错误方针，既规定北洋海军“不得出大洋浪战”，又不准陆路各军半渡而击，主观地认为只要。固守大小炮台”，依仗“能击四面”的新式大炮，即可使日军“断不敢近”，这无异于把战场主动权拱手授之于人，而使自己立于未战先败之地，加上丁汝昌最后抱定“惟有船没人尽而已”的愚蠢打算，拒不执行出口决战和突围退却的指示，终于酿成北洋海军坐以待毙，全军覆灭的可悲结局。恩格斯在评论俄土锡诺普海战时指出，土军分舰队的覆灭，是土耳其方面犯了一系列令人难以置信的错误造成的。“考虑到失败绝对不可避免，因此只要风向许可，土耳其分舰队也许最好是起锚并倾全力向俄军攻击。这样做，虽然不可避免地要牺牲几艘舰船，但是至少可以保存部分舰船。”北洋舰队重蹈土耳其分舰队的覆辙，同样是犯了一系列错误的结果。
辽东清军的溃败（1894年11月～1895年8月）
一、岫岩——赛马集之战
越过鸭绿江之日第一军继1894年10月26日占领九连城、安东之后，接着又于27日占领大东沟，31日占领凤凰城，11月5日占领大孤山。其后，日第二军攻占了金州大连湾，于是，第一军受领的牵制辽东清军、掩护第二军由花园口登陆的任务基本完成，大本营令其在瑷河、大洋河两流域布置冬营，以待来年参加直隶平原决战。为确保冬营安全，日第一军决定以其第三师团之第五旅团长大迫尚敏率一支队（步骑约三千）由大孤山出发，进攻岫岩；以第五师团之第十旅团长立见尚文率一支队（步骑四千）由凤凰城出发，北攻赛马集，并分兵一部（一个大队和少量骑兵）由少佐三原重雄率领西进，协助大迫支队夹攻岫岩。
岫岩西通海城、盖平，北连辽阳，东通凤凰城，南达大孤山，是奉天南部的战略要地。11月14日，日军大迫支队出大孤山，经土城子、老孙家堡、土门子岭，指向岫岩之南，三原重雄所部则出凤凰城，经高家店、黄花甸、黄岭子，指向岫岩之北。丰升阿、聂桂林分兵北扼黄岭子，南控土门子岭和洪家堡，抵御来犯之敌。18日，三原重雄所部猛攻地势险峻的黄岭子山，清军不支，弃险而走，退守兴隆沟。此时，南面守军也为大迫支队所逼，退入岫岩。当晚，丰升阿等见南北两面受敌，率部夜奔海城东南的析木城，岫岩遂为日军所陷。
赛马集东近瑷阳，西接连山关。黑龙江将军依克唐阿所部弃守宽甸之后，即退驻于赛马集一带。日军立见支队由凤凰城向赛马集进军时，分兵一部（步兵一大队、骑兵炮兵各一小队）由少佐今田唯一率领，经雪里站、通远堡、草河口，西犯连山关。当时，连山关、甜水站诸处由吕本元，孙显寅所部盛军驻守，其西面的摩天岭由聂士成等部驻守。由于宋庆奉命率所部毅军并铭军南下救援旅顺，连山关，摩天岭一带防务由聂士成统管。
11月12日，今田唯一所部骑兵抢夺连山关关口，大队继至，遂陷连山关，直趋摩天岭。聂士成部顽强抵抗，“扼隘路，以巨炮当其冲，张旗帜丛林问，鸣鼓角为疑兵，时出截杀，而露宿以守”。日军不得逞，撤回连山关。在西犯摩天岭的同时，日军一小队由瑷阳偷袭赛马集，侦察依克唐阿部虚实，遭到依军痛击，死伤惨重。日军西则阻于摩天岭，东则败于赛马集，不得已于11月24日撤离连山关，集结于草河口一带，阻隔聂、依两军通道。26日，聂、依两军东西夹击，大败草河口日军。29日，立见尚文以大队来援，分犯赛马集和草河口。清军竭力抵抗，战事呈胶着状态。日军前进受阻，又恐凤凰城老巢空虚，后路危险，便于12月6日弃草河口，返回凤凰城。此时，聂、依两军声势相通，拟合力南下，收复凤凰城。依克唐阿并分兵一部绕道瑷阳指向凤凰城侧背。立见尚文留兵一部守城，自率大队北上迎击自通远堡南下的清军。9日，双方激战于通远堡南面的金家河，彼此伤亡甚众。12日至15日，清军连战皆败，终未能收复凤凰城。这时，日军第三师团已陷海城，辽阳危急。依克唐阿奉命西援辽阳，与宋庆及吉林将军长顺会合，以固沈阳门户。此后，辽阳以东防务主要由聂士成部承担。聂部以摩天岭阵地为中坚，长期与敌相持，日军始终未能越岭西进。