壤戰役後，日本大本營最初計劃以第一軍「乘勢直進經略遼東，向山海關，拔奉天」。但是，又考慮「中國疆域遼闊，人口眾多，即使攻佔其部分國土，也難使其國主面縛請降。須另遣一軍直攻其首都北京，以迫使對方簽訂城下之盟」，遂又著手組織第二軍。第二軍括第一師團，第十二混成旅團（後再增加第二師團），共計人。日本大本營進攻北京方針既定，便開始研究登陸作戰的具體方案。日本間諜所提供的偵察材料表明：欲攻取北京，除大沽、北塘外，以山海關為捷路。但是，旅順口雄堡堅壘，而北洋艦隊駐泊威海衛，共扼渤海門戶，運兵深入渤海實行登陸作戰，確實頗有困難。因此，決定先命第二軍攻取金州。到1894年10月下旬，兩軍終於場大規模的戰役在遼東半島打響。
10月24日中午，日軍第一軍第三師|:|水過江成功。當夜，日軍又在虎山附近的鴨綠江中流架起浮橋，如此動靜清軍竟未覺察。2日清晨，日軍兩個聯隊越過浮橋，向虎山清軍陣地發起進攻。清軍守將馬金敘、士成率部奮勇還擊，因勢單力孤，傷亡重大，被迫撤出陣地，日軍遂佔領虎山。其他清軍各部聞虎山失陷，竟然不戰而逃。26日，日軍不費一槍一彈佔領了九連城和安東縣（今丹東），在不到三天內，清朝三萬重兵萬駐守的鴨綠江防線竟全線崩潰。31日，日軍第三師團先鋒進抵鳳凰城，宋慶留下部分守軍斷後。帶大隊退守摩天嶺，並一路收攏潰兵。在鴨綠江防之戰中，清軍不僅傷亡慘重，而且各種武器、彈藥及軍用物資也損失嚴重。日本第一軍進攻鴨綠江防線的同一天，日本陸軍大將大山巖指揮的第二軍在日艦掩護下，開始在旅順後路上的花園口（今遼寧莊河市）登陸。日軍地登陸活動歷時十二天，清軍竟坐視不問。到10月3萬人。
其實，早在日軍登陸前的二十餘天，李鴻章即知日軍將犯旅順。9月28日，他電駐旅順諸將及丁汝昌說：「各國探報，均稱日i北犯，尤注意金州各島左右，欲竄旅後路，毀我船塢，實在意中。」雖然早有情報，但是李鴻章此時並未做任何佈防。只是10月15日，派正鎮總兵徐邦道新募三營兵勇。連同原來所帶的馬隊、炮隊各一營，乘船東渡。徐邦道帶到旅順的士兵不過2000餘人，對於整個戰局無無疑杯車薪，毫無作用。而這二十多天裡，日本艦隊因要為運兵船護航，開至海北部，北洋水師完全有機會衝出軍港進行反擊，但是李鴻章卻下令：「師船速修，擇其可用者，常派出口外。靠山巡查，略張聲勢。」擺明了是要將「保船」進行到底。
日本人進入遼東半島的消息傳來，朝野震動（已經震動過n次），光緒也意識到了問題的嚴重性。此時朝中主戰派依然佔據優勢。不過這些主戰派的官員毫無領兵的經驗，退敵乏術。在主戰派沒了主意的時候，主和地聲音漸漸開始多了起來。其中不乏慈禧在中間搗鬼，因為她的生日在11月！就在朝中一片混亂的時候，主戰派、主和派|_了一聲不吭的袁世凱。主戰派想起他，是因為他的驍勇善戰；主和派想起他，是因為他能請來外援。看著自己成了香餑餑，袁世凱倒也沒有再「矜持」。11月1日，也就是日軍登陸後的第8天，袁世凱一份名為《事陳條》的折子出現在軍機處的辦公室。在這份折子裡，袁世凱陳言：「中日之戰，因倭寇暗襲，我軍連連敗北，兵勇士氣受損，後繼乏力。此時倭寇聚六萬重兵於遼東，賊兵勢大，我大清北方兵力不逮，南方各路兵馬又救援不及，恐短時難以剿清。唯有以精兵扼住險要，將戰事拖入冬季，方能得以休整喘息。
「倭寇犯遼東，所圖無非有三。其一，以花園口之兵，南下金州，奪旅順。其二、以鳳凰城之兵，北犯遼陽，再取奉天。其三，旱路西進，取營口，犯山海關，進逼直隸。
「臣以為，應對之策有四。其一，旅順乃京畿右輔之地，深入渤海，若旅順失，倭寇可乘兵船西至直隸，南至山東，京畿再無門戶。此當務之急，乃派選南路精兵，由水路東渡，死守旅順。其二，由鳳凰城至奉天，路途有二：首選為北上經摩天嶺取遼陽，再達奉天；次選為南下經巖，取海城、遼陽，再達奉天。此時冬季將至，倭人為雪至前取奉天，定選
一路。摩天嶺乃遼東第一險要，可著令宋慶收攏鳳險而守，另派一將，帶馬隊扼賽馬集，互為犄角，則奉天可守。其三，海城乃遼東第一要衝，若海城失，則日軍將北窺遼陽、奉天，西窺牛莊、營口，關外錦州、寧遠諸城危殆，大局攸關，需再遣精兵助戰，方能安穩。若南方兵勇北上不及，可令宋慶襲擾倭兵，拖延時日。其四，若此三處穩守，則戰事必延至寒冬。屆時可遣一使求和，可請列強調和，也可趁倭人休整，在南方廣幕新兵，以圖開春反攻。可謂戰和皆可！」
袁世凱的戰略意圖很明顯，就是要將戰事拖入冬季。自從開戰以來，清軍連戰連敗，日本人此時又在遼東佔據優勢，短期內根本無法將其擊退。不過日軍也有其弱點，那就是兵力越多補給越困難。雖然有了朝鮮這個跳板，但是其軍火等物資還是需要從國內運送，這大大的阻礙了其進軍地速度。因此只要守住海城、摩天嶺這兩個遼東半島的出口一個月，那麼遼寧將進入寒冷地冬季。屆時。日本人地六萬大軍就得在遼東半島過冬，而中國則可以從容的從南方調集部隊北上增援。為了不得罪人，袁世凱在最後說了「遣一使者求和，另在南方廣幕新兵，春季反攻。」袁世凱要表達的意思是：我這個辦法可以把戰爭拖入冬天，之後你們想和就和，想戰就戰，不關我的鳥事。袁世凱的《戰事陳條》在朝中引起了很大的反響，幾乎得到所有官員的一致認同。光緒看此情形，心裡極度不快。雖然袁世凱言之有物，翁同龢也極力支持，但光緒還是躊躇數日。114，日軍開始猛攻金州。戰報傳來，眾大臣一致上書，要求按袁世凱的《戰事陳條》行事。光緒逼於戰局只得下旨，一則令宋慶率軍扼守摩天嶺；二則派張之洞帶湖北自強軍5000新幕湖北兵勇2000從金太鐵路北上，迅速增援海>+在山東駐軍中，挑選精壯，東渡旅順。聖旨有三。但唯獨不讓袁世凱出兵，其實這正合袁世凱之意。因為他本就不想讓自己的部隊北上。
光緒地猶豫和李鴻章地調度無方，貽誤了最好的戰機。11月7日，當山東援軍剛剛集結完畢的時候，金州失守。11月9日，山東援軍剛剛準備好渡船，大連灣守將不戰而逃，日軍兵不血刃地佔領大連灣，並且日本艦隊開始在旅順外圍游弋，清廷只得放棄增援旅順的行動。11月21日，日軍攻克旅順。日本侵略軍攻佔旅順口之後。獸性大發，濫殺手無寸鐵的平民，製造了震驚世界地旅順大屠殺慘案。大屠殺從11月至24日，持續了四天。共屠殺無辜群眾約兩萬人。日軍的駭人聽聞的野蠻暴行，引起了世界輿論的強烈譴責。指斥「日本披著文明地外衣，實際是長著野蠻筋骨的怪獸」許多事件地目擊者都記述了這次慘案的真相。當時。一批西方新聞記者，如美國《紐約世界》記者克裡曼、英國《倫敦時報》記者柯文、《黑白畫報》記者兼畫師威利阿士等，都在旅順，也是日軍屠殺罪行的目擊者。日軍攻佔旅順的第四天、即11月24日，克裡曼從旅順發回國內一篇通訊：「我親眼看見旅順難民並無抗拒犯軍。日人謂槍彈由窗及門放出，儘是虛語。日兵並不欲生擒。我見一人跪於兵前，叩頭求命，兵一手以槍尾刀插入其頭於地上，一手以劍斬斷其身首。有一人縮身於角頭，日兵一隊放槍彈碎其身。有一老人跪於街中，日兵斬之，幾成兩段。有一難民在屋脊上，亦被彈死。有一人由屋脊跌下街心，兵以槍尾刀刺插十餘次。」此後，中國的《南方商務週刊》以及《大清時報》也紛紛報道此事。已經成為《大清時報》主編之一的康有為更是慷慨陳詞，要求朝廷火速發兵，平滅倭寇！旅順慘案的消息迅速傳遍全世界，使日本政府非常驚慌。美國駐日公使譚恩對陸奧宗光說：「如果此時日本政府不採取一定的善後措施，那麼迄今日本獲得的名譽將完全毀掉。」伊籐博文考慮到問題的嚴重性，同陸奧宗光商談後，下達指示：「承認錯誤危險甚多，而且不是好辦法，只有完全置之不理，專採取辯護手段。」這就是說，日本政府決定採取其否認事實和指鹿為馬地慣用手段。
旅順被攻陷後，慈禧坐不住了，她倒不是擔心那兩萬百姓的性命，而是擔心她的生日。11月22日，就在旅順百姓還飽受塗炭時，在慈禧授意下，李鴻章委託天津海關稅務司德國人德璀琳，東渡日本。此行德璀琳請頭品頂帶，李鴻章權宜授之，目地在於探明日本人談判的底限。不過德璀琳此行很沒有
因為日本政府官員拒絕接見他！與朝廷的示弱求和不此時卻展示了強硬地作風。由於奉天駐軍大部分是遼寧人，在得知了旅順大屠殺的消息後，士兵們個個奮勇殺敵。加上宋慶等人早已經在摩天嶺佔據有利地形，因此日軍多次對摩天嶺的進攻被擊退。從11月月1日，日軍在摩天嶺下傷亡1100。看北路受阻，日軍第一軍於12月2日西進，企圖奪取遼東另一門戶——海城。12月3。湖北援軍到達海城，剛好與日軍大島混成旅團不期而遇。雙方激戰一個晝夜，日軍以陣亡2300人的代價奪下海城，而張之洞的/:超過4000。至此，袁世凱地所有猜測成為現實，不過他提出的四策，有佈防摩天嶺一策得到實施。
海城失守，意味著日軍有了進出遼東半島的門戶。為了奪回海城，清廷不斷向北方增調部隊，到12月中旬。集結到海城以西的營口一線的清軍共計六萬人。不過此時已經入冬，戰事慢慢趨於緩和，雙方的士兵只能在雪地裡對峙。按照日本大本營的計劃，第一軍負責打通陸上進攻直隸的道路，而第二軍將再次實施登陸，進逼直隸。但是從進入遼東半島以來，第一軍戰鬥減員高達5000人，~到2000多人，守衛鳳凰城以及海城已經|中國北方有大量軍隊集結，恐怕第二軍登陸直隸的計劃不太可能實現。於是大本營下令。調第二軍第二師團北上增援第一軍，而第一師團繼續駐紮旅順。攻擊北京的計劃由其他部隊執行！
在制定改天計劃之時，袁世凱推斷如果自己起事，日本定會以幫助清政府「平叛」為名，趁機勒索，到時日本軍隊就會成為他奪取政權地一個阻礙。所以利用甲午之戰消耗日軍以及朝廷軍事實力，就成為改天作戰計劃中有一個重要的環節。袁世凱上《戰事陳條》，其根本用意就是希望清軍在北方與日軍進行一場曠日持久的消耗戰。此時中日雙方的軍隊雲集遼東半島，並在海城、摩天嶺兩處對峙，開春後遼東定有一場惡戰，可以說袁世凱的目的達到了一半。不過一直關注日軍的袁世凱知道。此時集結在遼東的只是一半日軍，另外一半定然還有後續動作。果不其然，在北方戰事趨於平緩的時候，日本大本營開始籌建第三、四軍。準備開春渡海作戰。第三軍下轄第四、六師團；第四軍下轄第七、八師團，兩個軍的人數都是30000可謂戰力不俗。由於日本大本營對袁世凱地重視。這第三、四軍本來是針對兩江設立的，不過讓他們大跌眼鏡地是，中日之戰打了幾個月，兩江竟然未出一兵一卒。此時第一軍受阻，第二軍被困，大本營決定用後續部隊展開攻擊，於是第三、四軍開始集結待命。
在日本國內調兵遣將的時候，中國也沒閒著。先是淮軍屢挫，聲名狼藉，言官交劾，清廷因欲起用湘中故將。帝黨也想借此機會實現「以劑湘淮」的構想。湖南巡撫吳大澂奏請繞率湘軍北上，朝旨允之。左宗棠舊部藩司魏光燾、曾國舊部臬司陳湜、湘軍悍將李續賓之子道員李光久等，皆令募兵北援。1894年12月28，旨授鐵路大臣劉坤一為欽差大臣，督辦東征軍務，「關內外防剿各軍均歸節制」。劉坤一就任之初，因需料理畿輔各軍，急切不能前赴山海關，便將關外攻守事宜委宋慶調度，1895年1231日，光緒又諭宋慶、吳大澂幫辦劉坤一軍務。
此時全國都在招兵買馬，四處調動，不過袁世凱還是沒有接到調令。光緒只是下令他調南洋水師出海探巡，「呼應」北方戰事，另外還讓他聯絡美國政要，尋求國際援助。這次不讓袁世凱出兵，倒不是因為光緒的猜忌，而是另有原因：其一，各省匯聚的援兵已經達到5，加上現在海城以西的兵力總共11萬，這麼多兵力在光緒眼中足以.=其二，日本國內的動作已經引起了朝廷的重視，除了內陸省份的部隊被抽調到北方，沿海各省部隊原地駐防。看了此情形，袁世凱知道光緒發飆了，他要集中全國的兵力奪回海城！
北方打得越熱鬧，袁世凱這裡越高興，不過既然朝廷下了旨，南洋水師還是要出海地。1895年1月10，袁世凱登上南洋水師的鎮海號，會同鎮寇號、定遠號出海巡視。本來袁世凱此行另有目的，不料竟然遭遇日本南下的第三游擊艦隊！