早在8月1日正式向中国宣战前，日本大本营就对战争的进程做出了各种设想，并据此制定了“作战大方针”。方针的要点就是整个作战分两个阶段进行。第一阶段是派陆军进入朝鲜牵制清军，同时出动联合舰队寻求与中国北洋舰队进行主力决战，夺取黄海及渤海制海权。第二阶段作战视第一阶段之海战结果而定，又分为三种方案。

第一，如海战胜利夺得制海权，即运输陆军在渤海湾登陆，于直隶平原与清军进行主力决战。

第二，海战结果虽不能夺取制海权，但也使中国舰队不能驶进日本近海时，派陆军前进驱逐在朝鲜的清军，扶植朝鲜“独立”。

第三，若海战失败，制海权为中国海军所夺取，则加强在朝鲜的防守，击退大清陆军的进攻。

从当时的情况来看，大东沟海战虽然日军占了上风，可北洋水师主力尚在，实质上胜负尚未明朗，日军应该采用的是第二种方案。但北洋舰队的龟缩不出，给了日军实施第一种方案的有利条件。

平壤战役之后，山县有朋率领日军第一军经过短暂休整，9月底就开始向着鸭绿江边的义州进发。到10月中旬，日军在义州集结完毕，对面就是中国的九连城。

当时部署在鸭绿江北岸的清军约28000人。清朝任命已经74岁的“白发将军”宋庆为诸军总统，节制各军。可惜的是，大清国当时的军队体制仍停留在30年前打太平军和捻军的水平上，参战各军互不统属各自为政。宋庆虽负节制诸军之名，各路清军实则并不服从调度。平壤、大东沟相继战败，导致各军士气不振，将领多无抗敌决心。28000人看着不少，但是鸭绿江也不算短，胡椒面一撒，就觉着哪里都是漏洞，似乎哪里都守不住。

日军进攻部队第一军，包括桂太郎中将的第三师团和野津道贯中将的第五师团，共计超过30000人，双方兵力不相上下。但是日军接连取胜，士气正旺。作为进攻一方，日军可以集中兵力，形成拳头在某一点上形成突破之后，迅速展开。站在鸭绿江边的山县有朋踌躇满志，仿佛看到了300年前丰臣秀吉那落寞的背影，他将要完成当年丰臣秀吉都无法完成的“伟业”。想到此，山县有朋在马背上扬鞭赋诗：“对峙两军今若何，战声恰似迅雷过。奉天城外三更雪，百万精兵渡大河。”也真能吹，三万人就敢冒充百万。

10月24日，日军先头部队于九连城上游的安平河口泅水渡江成功，首次踏上了中国的国土。当夜，日军又在虎山附近鸭绿江中流架起浮桥，清军竟毫未觉察。10月25日晨6时，越过浮桥的日军向虎山清军阵地发起进攻。清军守将马金叙、聂士成率部顽强抵抗，终因势单力孤遭受重大伤亡后撤出阵地，日军占领虎山。其他各部清军听到虎山失陷之后，纷纷不战而逃。

10月26日，日第一军攻打九连城，守军主动献出城池。当地一些居民居然还拿着猪、鸡、粮食等物去犒劳慰问日军，有些人主动提出为日军效力，大清之民心涣散，由此可见一斑。随后日军不费一枪一弹占领安东县。仅仅三天，清朝近三万重兵驻守的鸭绿江防线全线崩溃。

这边山县有朋志得意满，那边日本国内明治天皇正在亲自为新组建的第二军送行。第二军军长，就是前面“萨英战争”出过风头的猛人大山岩。在日本军界一向有“陆之大山，海之东乡”之称。当时的乃木希典还仅仅是大山手下一个小小的少将旅团长。从天皇手中接过军刀，乃木希典激动得眼泪哗哗直流，拿盆接都接不住。乃木当即赋诗一首：“肥马大刀无所酬，皇恩空沿几春秋。斗瓢倾尽醉余梦，踏破支那四百州。”

如果说山县有朋的第一军是渡江作战的话，那大山岩的第二军就是典型的登陆作战。10月24日，就在第一军向鸭绿江进攻的同时，第二军24000余人在日本联合舰队的掩护下于辽东半岛的花园口开始登陆。为确保登陆安全，伊东祐亨还派出航速最快的“秋津洲”和“浪速”分别驶往威海卫和旅顺口，监视北洋舰队的动向。但可悲的是，主力尚存的北洋舰队躲在旅顺军港内纹丝未动。

日军在花园口的登陆行动，前前后后整整持续了14天，清军竟没有一兵一卒前来打扰，登陆日军犹似在自家门口散步一般，这也创造了大规模登陆作战史上的一大奇迹。在日本军舰附近，甚至还有乞丐前来讨饭，弄得日本人哭笑不得，也算上战争中的奇观了。

日军登陆如此轻松的原因有四：一是清兵实行的是重点防御，这里不是重点；二是大部分兵力用于蹲坑据守，根本没有机动部队；三是情报不灵，反应迟钝；四是即使知道了也无兵可调，能战斗的兵都调到鸭绿江边防守去了。真不知道被美国称为世界第三陆军的那百万人马都干什么去了。

11月1日，轻松登陆并从容编队的日军杀向金州。11月6日，日军击溃清军连顺、徐邦道等部进占金州。

11月7日，日军分三路向大连湾进攻。大连守将赵怀业是李鸿章的铁杆亲信，人送外号“赵不打”。在日本进攻之前，赵怀业正在忙着把贪污的大量军粮、军服运到烟台去卖，至于那些枪炮、弹药，估计买家不好找，就交给日本人算了。被日本人缴获的武器就有炮129门，步枪620多支，其他物资不计其数。仓皇逃走的赵怀业甚至连海中水雷的分布图都大方地留给了日本人，使得联合舰队轻而易举地清除了附近海域的水雷。日军不战而得大连湾，前面就是北洋舰队停泊的军港旅顺口。

也就是11月7日大连失守这一天，北京城内却是另外另一番欢乐景象。慈禧老太六十大寿庆典如期进行。宫内唱戏三天，所有机关单位停止办公。估计赵怀业也是生气了，你们都不办公去看戏，凭什么要老子在前边撅屁股打仗？

大连湾失守，旅顺危急。同样在11月7日这一天，李鸿章电令丁汝昌速速将北洋舰队残余舰只撤至安全地带威海卫。

旅顺口位于辽东半岛南端，背山面水，港阔水深。港内建有船坞、电报局等诸多军事设施，这里是清廷经营十多年的北洋海军三大重要基地之一。黄金山、老虎尾雄峙口门，筑有炮台12座，炮70余门。在旅顺侧后依山凭险筑有炮台17座，炮近80门。“铁打的旅顺、纸糊的刘公”由此得名。但是清廷判断鸭绿江是日军的主攻方向，原旅顺守军大部分被调往鸭绿江防线，接防的多为新募之兵，守军各部互不统属，这就给了日军以可乘之机。

日军在大连湾休整10天后，开始向旅顺进逼。日军原本认为进攻旅顺必是一场血战，事先已经组织了1500人的敢死队。18日，日军前锋进军土城子，徐邦道的拱卫军顽强抗击，给日军造成一定伤亡，但终因力单势孤而落败。次日，总帅道员龚照玙竟置诸军于不顾，乘鱼雷艇独自逃往烟台。19日，黄仕林、赵怀业、卫汝成三统领也先后潜逃。11月21日，日军向旅顺口发起总攻。仅仅一天，号称“远东第一要塞”的旅顺口陷落。

占领旅顺口之后的日军兽性大发。第一师团野兽师团长山地元知中将下令屠城，制造了惨绝人寰的“旅顺大屠杀”。大屠杀持续了整整四天，整个旅顺尸横遍野，全城3万民众只留下负责掩埋尸体的36人。这些人被日军在帽子上贴上“勿杀此人”的标记才得以幸免。

“旅顺大屠杀”再次让世界舆论大哗。伊藤首相和陆奥外相再次紧急展开“沉静化”外交工作，避免事件在欧美诸国进一步扩大。政府严厉要求国内新闻媒体在报道中回避血淋淋的虐杀情节，还规定了就此事件对外统一的答辩要领。11月26日，第二军下达“尽快打扫战场，迅速处理清国人尸体”的命令。在清廷软弱外交的背景下，日本一系列善后工作取得了成效，西方世界的谴责战没有持续下去，国际社会似乎很快淡忘了这个血淋淋的历史事件。

日军当然不会忘了大肆掠夺，旅顺几乎被夷为平地。旅顺港大清刚刚购自欧洲的4000吨优质铁轨也被日军抢走，原封不动地铺设在东京的铁路上。

北路日军第一军在占领鸭绿江沿岸后，兵分两路直取奉天。东路进攻日军遭到清军聂士成部的顽强阻击，在摩天岭两军陷入僵持，往来拉锯达两个月之久。聂士成不愧为大清为数不多的悍将，率军在局部进行反攻并收复连山关，得到清廷明令嘉奖。东路日军转为守势。

12月初，第三师团在桂太郎中将率领下从安东出发向前挺近。13日，辽东重镇海城陷落。眼看李鸿章的淮军独力难支，湖南巡抚吴大瀓主动请缨提请率湘军北上拒敌。两江总督刘坤一被任命为钦差大臣督办东征军务，授以指挥关内外军事的全权，吴大瀓和宋庆被任命为帮办，以期挽回颓势。

奉天锁钥在辽阳，辽阳锁钥在海城。1895年1月至3月，清军组织实施了五次反攻海城之战。从1月起，清政府调集的黑龙江将军依克唐阿、吉林将军长顺陆续率兵赶到，会同宋庆军，对海城守敌形成三面包围之势。

1月17日，清军兵分两路反攻海城。在日军顽强阻击并得到强有力的增援之后，东路长顺部和西路依克唐阿部均无法继续前进，被迫收兵。

1月22日，依、长两军又向海城守敌发动了第二次反攻。因日军炮火猛烈无法前进，战至下午再次被迫收兵。

2月16日，清军又发动了第三次反攻。这次反攻除依、长两军外，又增加了徐邦道的拱卫军和李光久的湘军，进攻兵力达3万多人。战至17时，终因日军“放炮死拒”无功而返。

四攻海城是清军在辽南战场上一次大规模的联合作战，反攻从2月21日到25日，持续五天，依然无果后退。

1895年2月27日，清廷再次敕令三路人马第五次反攻海城。在清军集中力量围攻海城之际，日军开始进犯鞍山、辽阳。清政府电令长顺、依克唐阿率部北援辽阳，魏光焘等西援牛庄，由此海城之围自解。

需要指出的是，清兵第四次、第五次反攻海城都是以60000人之众围攻日军6000人。尽管战场上清兵也表现出罕见的英勇，但10∶1的兵力优势换来的依然是失败，可见双方战斗力差距之大。

2月28日，日军变守为攻从海城分路进攻，清军败退。3月4日，日军攻占牛庄。7日，不战而取营口。9日，又攻陷田庄台，野津道贯下令将田台庄烧成一片焦土。至此，辽南所有重镇均被日军占领。大清陆军精锐湘军、淮军锐气尽失，无力再战。

仅10天时间，清朝6万多大军便从辽河东岸全线溃退。