一、辽东半岛的战略地位
辽东半岛面临黄海，不仅是日军从海上进攻东北的唯一方向，更重要的是它与山东半岛遥望相对，共同封锁着渤海海峡，因而是保卫京津的重要门户，战略地位极为重要。
位于辽东半岛南端的旅顺口，地势险要，又是控制渤海海峡的锁钥。其地东有黄金山，西有老虎尾，互相环抱，雄峙口门。口门内水域宽广，港阔六百余米，水深六米左右，可锚泊舰艇三十余艘。平均气温为摄氏十度左右，严冬不冻。
清王朝鉴于旅顺的战略地位和易守难攻的良好地形，决定在此构筑船坞、炮台、厂房、仓库和电报局等军事设施，作为北洋舰队的基地。自1880年开始修建，1890年基本完工，历时十年之久，费银数千万两。建于东岸的大船坞，是旅顺军港的主体工程之一。李鸿章奏称：“北洋创办海军，历年添购铁甲钢快等船，规模略具。从前并无修船巨坞，遇有修理要工，必须驶赴日本、香港各洋厂，诸多不便。自旅顺造办石船坞，各战舰均可就近修理，无须借资外国，缓急可恃，洵为海军根本至计。”①
旅顺口炮台林立，至甲午战争时，东西海岸新旧炮台共计十二座，安设各种海岸炮七十余门，另有依山建筑的陆路炮台十七座，大小火炮近八十门。总兵黄仕林和张光前各统亲庆军四营，分驻于东西海岸炮台。四川提督宋庆统毅军九营一哨，专防旅顺。
与旅顺口互为犄角的大连湾，也建有炮台、仓库、火药库、水师学堂等。甲午战争爆发时，大连计有海岸炮台五座、陆路炮台一座，共有大小火炮近四十门，由提督刘盛休统铭军十二营驻守。
宋庆和刘盛休所部由北洋大臣直辖。为便于节制，在旅顺设有北洋前敌营务处，由道员龚照玙负责。
具有坚固设防的旅顺口，是日军从渤海湾登陆，遂行直隶平原决战方针的严重障碍。
二、 双方作战方针及部署
（一）日军方面
黄海海战之后，日军大本营为在来年进行直隶平原决战，决定按照其冬季作战方针，首先实施辽东半岛的登陆战役，夺取旅顺、大连。9月21日起，大本营即着手组建由第一师团、第二师团（预备队，后未参战）和第十二混成旅团（第六师团的一半）编成的第二军，以陆军大将大山岩为司令官。为了荫蔽攻占辽东半岛的企图，大本营命令第一军在鸭绿江东岸义州一带集结，以牵制对岸清军，届时向九连城（今丹东市东北二十五里）发起进攻，掩护第二军的登陆作战。
（二）清军方面
1、清军战略方针的转变
为阻遏日寇向中国本土进攻，李鸿章提出了“严防渤海以固京畿之藩篱，力保沈陽以顾东省之根本”的方针，同时强调，必须“多筹巨饷，多练精兵，内外同心，南北合势，全力专注，持之以久，而不责旦夕之功，庶不堕彼速战术成之诡计。”①李鸿章还要求指派大臣专门督办奉天军务。清廷采纳了李鸿章的建议，随即令宋庆帮办北洋军务，由旅顺驰赴九连城一带，督率前敌各军合力严守鸭绿江西岸。不久，又将从平壤溃退过江的叶志超、卫汝贵撤职，所部交由聂士成统带。
清廷采纳李鸿章的上述建议，意味着由海守陆攻的战略方针转变为战略防御的方针。按照这一方针，清廷命北洋舰队尽快修复受伤各舰，不时巡弋于大连、旅顺、威海之间，扼守渤海湾门户；为力保沈陽，以东三省军队之大部集结于沈陽、辽陽之间，并增强第一线兵力；为保卫北京，在天津、大沽间，山海关与秦皇岛间，以及通州（今通县）附近，厚集外省兵力。
2、鸭绿江沿线的防御部署
清军以九连城一带为主防御阵地。九连城南依鸭绿江，东枕叆河。叆河东面的虎山，是屏障九连城的要塞。再东至安平河口，逾安平河而东为苏甸，再东为长甸。九连城以西为安东县（今丹东市），再西为大东沟，更西为大孤山（今孤山）。
在这一沿江地带，清军部署分中、东、西三段：
中段：帮办北洋军务宋庆率亲兵四百人，设司令部于九连城北面的苇子沟；总兵刘盛休率所部铭军专防九连城；总兵聂士成率牙山军驻守栗子园及虎山附近；总兵马玉昆率毅军五营驻守九连城北面的榆树沟附近；总兵宋得胜率毅军四营驻守榆树沟北面的苇子沟一带。
东段：黑龙江将军依克唐阿率齐字练军及镇边军共十二营分守安平河口至长甸河口一线。
西段：丰升阿、聂桂林率奉天盛军和原左宝贵所部奉军共十二营分守安东、大东沟、大孤山各城邑。吕本元、孙显寅率原卫汝贵所部盛军十八营驻守沙河镇（安东县）一带。
鸭绿江沿线清军虽有七十余营，两万三千多人，但因是一线设防，兵力分散，纵深内没有强大的预备队实施机动，加之宋庆与依克唐阿互不统属，因而总体防御能力是脆弱的。
3、旅大地区的防御部署
辽东半岛正面的沿海陆地，西起老铁山，东至鸭绿江口，整个地形前低后高，山地重迭，原是组织抗登陆作战的良好地区。但是，自1888年以来，由于西太后挪用海防经费修建颐和园，以及官吏们中饱私囊，以致除旅顺、大连有坚固设防外，全线并没有完整的防御体系。当日军攻占平壤进逼鸭绿江时，李鸿章等不了解日本大本营的战略意图，错误地判断了日军的主攻方向，加之奉天是清王朝的陪都，以致陆续把长期守备旅顺、大连之兵（宋庆所部毅军和刘盛休所部铭军）调赴鸭绿江前线。为了填防，李鸿章令宋庆所部的分统姜桂题新募桂字四营、提督程允和新募和字三营调赴旅顺，后又令提督卫汝成新募成字六营及所部马队两营，正定镇总兵徐邦道新募拱卫军三营并所部马队两营、炮队一营，由天津调赴旅顺协防，而以铭军分统赵怀业新募怀字六营，代替铭军防守大连湾。日军进攻时，旅大地区清军的部署是：
金州大连地区：副都统连顺率捷胜营步队一营守金州城，以马队二哨驻皮子窝（今皮口）监视附近海岸；总兵徐邦道以拱卫军步队三营守徐家山，以炮队一营驻金州城南，马队二营巡防金州东北一带；总兵赵怀业亲率步队二营守大连湾和尚岛，另以二营守老龙头及黄山，一营守南关岭，一营二哨守苏家屯。连顺受奉天将军裕禄遥制，徐邦道、赵怀业受李鸿章节制，互不相属，而无统一的指挥。
旅顺地区：总兵张光前率亲庆军四营守西炮台，总兵黄仕林率亲庆军四营守东炮台；毅军分统姜桂题新募桂字四营、提督程允和新募和字三营、提督卫汝成新募成字六营，均依陆路炮台分守旅顺后路。凡无炮台处，则配置野战炮，野战炮间的空隙，则配置步兵，依托山地修筑临时工事。
三、作战经过（参见附图十七）
（一）鸭绿江防线被突破
1894年10月22日，日第一军二万五千人于朝鲜义州一带集结完毕，准备渡江攻取虎山，进而夺占九连城。为了牵制对岸清军，日军采劝近而示之远”的战法，于24日以一部兵力故意在义州作出渡江的姿态，暗地则命第三师团的佐藤大佐（第十八联队长）率领一个支队（步兵二大队、炮兵一小队）于九连城东北的水口镇（在朝鲜境）附近徒涉渡江，向依克唐阿所属副都统倭恒额防区安平河口、鼓楼子一带发起攻击，企图由东而西，绕攻虎山清军，击九连城的侧背。驻守该处的清军一听槍响，即纷纷向宽甸方向逃走。佐藤支队轻取安平河口等处，随即向虎山方向前进。在佐藤支队渡江的当天上午，日军还派遣奥山少佐率领一个支队（步兵第二十一联队之第三大队）沿鸭绿江而西，屯于安东对岸的麻田浦，以两门野炮轰击安东，牵制该处清军。
义州日军在佐藤支队渡江的当夜，其架桥队利用夜暗在虎山附近江面架设了浮桥（清军竟然没有发觉）。25日凌晨，日军第三师团在炮火掩护下首先渡江，第五师团之第十旅团继进。战斗开始后，宋庆急调苇子沟、栗子园、九连城的清军进行拦击，一度迫使日军不能向纵深发展，后续日军无法通过浮桥。战至上午10时左右，沿岸清军及守备炮台的铭军不支，相继溃逃，只有聂士成部仍坚守虎山阻击日军。由于各路清军溃退，日军（包括由安平河口西进的佐藤支队）得以集中兵力围攻虎山。聂士成部终以寡不敌众，不久亦退往叆河以西。宋庆不敢继续抵抗，于当夜率部退守凤凰城（今凤城）。26日，日军进占九连城，随即分兵一部西占安东，丰升阿、聂桂林率部西奔岫岩。仅三天时间，鸭绿江防线即被日军突破。此后，日军向我东北境内步步进逼。
（二）金州、大连陷落
已集结于朝鲜大同江口渔隐洞锚地待机的日第二军（第二军司令部及第一师团），在第一军发起鸭绿江战斗的同时，即开始实施辽东半岛的登陆作战。10月24日、26日、27日，日军由联合舰队十四艘军舰担任护航，用三十余艘运输船分三批输送第二军第一师团在花园口登陆。登陆后，即布置警戒，建立起登陆场，以掩护混成第十二旅团继续登陆。
徐邦道、赵怀业获悉日军登陆的消息后，以金州、大连兵力薄弱，向旅顺龚照玙请援。龚照玙不明日军是北犯还是南下，因而按兵不动。这时，在皮子窝一带巡防的连顺所部捷胜营马队捕获日本间谍钟崎、山崎二人，获悉日军将攻金州、大连。赵、徐等据以电告李鸿章，希望旅顺分兵北援，并要求速令北洋舰队（已修复的“定”、“镇”等六艘军舰于10月中旬由丁汝昌统率驶回威海）赴援大连。龚照玙也发电向李鸿章请援。李鸿章一面令由营口方面增援旅顺的山西大同军二千人（由总兵程之伟统领）兼程前往金州，一面以责备的口气复电赵、徐等前敌统领：“倭匪尚未过皮子窝而南，汝等只各守营盘，来路多设地雷埋伏，并无守城之责；旅顺兵单，同一吃紧，岂能分拨过湾？可谓糊涂胆小！”①金州守军多次催促程之伟部南下增援，程之伟竟逗留复州（今复县）、熊岳不进。
11月1、2日，进至皮子窝的日军停止前进。徐邦道分析日军之所以不进，可能在皮子窝开辟新的登陆场，掩护后续部队登陆，或是等待粮秣弹药的输送，因而认为机不可失，应主动出击。于是，连顺与徐邦道亲向大连的赵怀业请援，而赵按兵不动，以致丧失了战机。赵怀业部营官周鼎臣等自告奋勇要求赴敌，赵竟说：“我奉中堂（李鸿章）令守炮台，不与后路战事；汝辈欲往鼻[皮]子窝拒敌，须请令方可。”①最后仅派出步队两哨，不及三百人。
徐邦道主动出击的计划不能实现，便以右翼依托金州城东面的大和尚山，占领该山北麓格条沟之西方高地至破头山一带，左翼则占领通复州的大道十三里台南方高地，紧急修建临时工事。11月3日，日军先头部队（步兵第十五联队的第一大队、工兵一大队和骑兵一中队）已达亮甲店。同日，日军第一师团长山地元治中将率师团主力由皮子窝出发南下。4日，日军一部切断复州电线。5日，日军先头部队遭到大和尚山徐邦道部炮击，不能前进。师团主力便由石拉子（亮甲店西南）折向金州北面的三十里堡一带，进攻金州守军的左侧背。
11月6日，徐邦道部溃败。接着，日军攻破金州城。连顺早已逃走，其余清军奔向旅顺方向。
7日，日军在联合舰队配合下，分路进攻大连。由于赵怀业已于6日弃大连炮台逃跑，兵勇溃散，日军不费一槍一弹便占领了大连，获取了清军遗弃的大小炮一百二十余门和炮弹二百四十六万余发，以及大量的军用物资。当天，发自仁川港的日混成第十二旅团亦在花园口登陆完毕，随即向金州方向前进。
（三）旅顺失陷
10月底，当日第二军在花园口登陆并缓慢向前推进之际，丁汝昌曾率北洋舰队由威海卫抵达旅顺，但未敢前往日军登陆之处，进行任何必要的袭扰。11月7日，大连湾失陷，丁汝昌认为旅顺“万难久支”，便借口“旅顺后路警急，各船在口内，水道狭隘，不能展动为力，有损无益”①，率舰队返回威海。11日，丁汝昌奉命率舰队抵大沽，并前往天津与李鸿章等面商援旅事宜。②12日下午，北洋舰队由大沽开赴旅顺，稍事游弋，13日晚即离旅折回威海，此后再未北巡。
本来，日第二军司令官大山岩拟待第二师团到达后再向旅顺进攻，后获悉旅顺请军仅有陆军一万二千人（含金州、大连溃兵），又多系新兵，便决定不待第二师团到达即进攻旅顺。
11月17日，日军在大连休整了十天之后，开始向旅顺进攻。大山岩决定，除以步骑二千留守金州、一千留守大连外，将其余部队分为搜索骑兵（骑兵第一大队）、左翼纵队（步兵第十四联队、骑兵一小队、山炮一中队、工兵二中队）、右翼纵队（第一师团和混成第十二旅团之主力），沿旅顺北面大道展开进攻。
当时，负责旅大前线总指挥的龚照玙，在金州失守之后即乘鱼雷艇经烟台逃往天津，其余大小辟员也纷纷抢掠财物，准备逃走，以致旅顺军心涣散，人心惶惶。18日，日军控制了旅顺陆路咽喉南关岭，前锋进至土城子。
旅顺危急，诸将互不统属，公推姜桂题担任临时指挥。姜桂题无所作为，坐待敌攻。这时，只有徐邦道率领残军主动迎战。19日，徐部在土城子南面同敌人先头部队遭遇。徐邦道挥军奋击，将敌截为数段，重创日军，一直追击至营城子西南的双台沟。由于日军不断增援，徐邦道兵力薄弱，又没有后援，整整激战了一天，士兵饥饿疲乏，只得退回旅顺。这时，驻防旅顺的八艘鱼雷艇已逃往威海，黄仕林、赵怀业、卫汝成三个统领也仓皇乘船逃跑。
21日，日军舰队在港外游弋，借以牵制旅顺东西炮台的清军，陆军则集中兵力猛攻可以瞰制各台的椅子山炮台。22日，椅子山炮台为敌攻占，接着，案子山、松树山、二龙山等各炮台相继失陷，守军溃散，旅顺随即陷落。
就在日军占领旅顺的当天，宋庆所率援军约七千人（含刘盛休所部铭军）进抵金州城北。日军以步骑二千、火炮四门阻击，激战半天之久。宋庆所部清军未能越过金州赴援旅顺，于当晚退至三十里堡，后又向盖平（今盖县）退却。
日寇陷旅顺后，兽性大发，对旅顺人民（二万余人）进行了惨绝人寰的大屠杀。“在这次屠杀中，能够幸免于难的中国人，全市中只剩三十六人，这三十六个中国人，完全是为驱使他们掩埋其同胞的尸体而被留下的。”①日本外相陆奥宗光供认：“把俘虏绑上屠杀，杀害平民，甚至妇女也不例外，这些似乎都是事实”。①
在日第二军进攻旅大的同时，业已突破鸭绿江防线的日第一军继续向纵深发展。在不到一个月的时间里，日本侵略者即攻占了辽东半岛的大部要点，达到了为进行直隶平原决战夺取前进基地的战略企图。
对于日军在辽东半岛登陆，清军缺乏抗登陆的应有准备。事前，既未根据地形情况对敌人可能登陆的地点进行认真研究，在威胁最大的地段重点地部署兵力，并加强沿海观察和巡逻；又缺乏必要的机动部队，无法及时组织反击。因此，日军在登陆作战的航渡、换乘、登陆各个阶段，均未受到北洋舰队的任何袭扰。花园口是丰升阿所派盛字营马队的防区，日军在此登陆，该部竟未及时发现和抗击。这一切，表明前敌清军在敌人重兵压境的严重情况下，仍然漫无布置，戒备松弛。李鸿章虽然早在9月29日即曾电告旅大前线各军将领和丁汝昌：“各国探报，均称日派大队分路北犯，尤注意金州各岛左右，欲窜旅后路，毁我船坞，实在意中。各炮台须昼夜分班了望严守，……师船速修，择其可用者，常派出口外，靠山巡查，略张声势。”②但是，基于对日军主攻方向判断的错误，在实际部署上却以鸭绿江方向为重点，忽视了旅大方向的守备。当日军已在花园口登陆，并准备进攻金州之际，盛京将军裕禄等仍错误地认为，“倭寇分兵窜扰，明系包抄前敌各军后路。目下九连城既被抢渡，难保不合谋北犯。”③并以兵力不足为由，不及时分兵增援旅大。旅大的军事总指挥龚照玙，在敌人已从侧后抄袭而来的情况下，仍不出兵阻击。李鸿章也未采取得力措施。更有甚者，当日军已占金州、正向大连挺进的当天（11月7日），慈禧竟不顾前线军情紧急，仍若无其事地在北京庆祝其六十大寿。清廷和前敌将领如此昏庸，自然不可能对战事实行正确的指导。
11月23日，清廷以辽东半岛溃败责怪李鸿章“调度乖方，救援不力”，下诏“革职留任”，并令其亲赴大沽、北塘等处“周历巡阅，严密布置”①，以防日军直逼京畿。与此同时，清廷进一步开展求和活动，准备屈辱投降。