平壤之役，清军大败而归，乘胜追击的日军在鸭绿江上搭浮桥抢渡，随即进入中国境内，随着虎山九连城和安东县，也就是今天的丹东的陷落，辽南大门洞开，日军长驱直入，10月9日占金州，10号陷大连，25号克旅顺，旅顺口一失与之互为犄角的威海卫便岌岌可危了，而这里正是北洋水师的大本营，1895年1月20日，日军两万五千人在日舰的掩护下开始在威海荣成的龙须岛登陆，十天之后，日军对威海卫南帮炮台发起了强攻，驻守南帮炮台的清军只有三千人，一场鏖战中国军队全军覆没，很快日本军便进占威海卫城，至此威海陆地悉数被日本人收入囊中，丁汝昌坐镇指挥的北洋水师总部刘公岛成了一个孤岛。
大东沟海战伤了北洋水师的元气，不过其战斗力尚存，威海卫港内还有北洋海军各种舰艇26艘，李鸿章曾经提出，若水师至力不能支时，不如出海拼战，即战不胜，或能留铁舰等退往烟台，不过这个建议却受到了北洋水师提督丁汝昌的坚决反对，到了这个时候，北洋水师困守港内，只有坐以待毙，任日军宰割的份儿了，2月5号凌晨，北洋旗舰定远号，为日军鱼雷舰所伤搁浅，被迫作为“水炮台”使用，5天之后定远的弹药告罄，为防止定远舰落入敌手，丁汝昌、刘步蟾下令将“定远”舰炸毁，定远是由刘步蟾在德国监造，并一直驾驶指挥的战舰，当天深夜处于极度绝望之中的刘步蟾吞服鸦片自杀。
据称北洋首脑丁汝昌“只识弓马”，因此留过洋正式接受过海军训练的刘步蟾其实是水师的灵魂人物，刘步蟾死后受主降将领胁迫的丁汝昌也随即自裁。
丁汝昌死后，美籍洋员浩威起草了投降书，委托丁汝昌的名义派广丙管带程壁光送至日本旗舰，随后双方签订了《威海降约》，规定将威海卫港内舰只刘公岛炮台以及岛上所有军械物资悉数交给日军，1895年2月17日，在英国籍海军军事顾问建议下，由水师最年轻的管带日后民国第一任海军总长萨镇冰向日本海军伊东佑亨中将献降，港内济远、广丙、镇中等10艘战舰为日军所俘，至此耗资巨大，经营七年号称世界第八，亚洲第一的北洋舰队全军覆没。
