當時清朝的海軍可分為北洋、南洋、閩洋、粵洋四支，北洋艦隊最強最大，四支海軍互不相屬。甲午年春間李鴻章主持海軍大會操，粵洋艦隊的廣甲、廣乙、廣丙三艦被檄調參加會操，操畢恰遇戰爭，遂併入北洋艦隊以壯聲勢。六月廿三日，廣乙護送高升輪載兵往牙山，遇敵火攻，兩船被毀。八月十八日鴨綠江之戰，廣甲逃回大連，中途擱於沙磧，亦告沉沒。廣丙則為日軍所俘。接洽投降的道員牛道竟致書日本受降的海軍提督伊東祐亨說：

“廣甲、廣乙、廣丙三艦向隸廣東，冠以廣字可為證明；查廣東一省，本與軍事不相干涉，今甲乙之劫，僅存一丙，北洋已無以對廣東，望貴提督念廣東為局外之義，並思該艦管帶張副將（實系程璧光）日來有往返傳語之勞，可否提出該艦，即交與該副將帶回廣東，俾得於總督前略存體面，不勝感激。”

中日兩國在朝鮮開戰後，李鴻章委直隸臬司周馥辦理東征轉運事宜。周馥邀袁世凱襄助，袁乃赴鳳凰城設局，這時候日兵已將渡鴨綠江而西。扼江的清軍各路統帥如宋慶、劉盛休、馬金敘等兵雜將囂，毫無紀律，索械索餉，隨給隨棄。

袁世凱就清軍的後勤補給作了一個全盤的建議，他說：

“新民廳在榆關至鳳凰城中間，東扼遼河，水陸通衢，奉北雜糧，輻輳於此，宜設糧臺，厚儲糧餉，按前後要站，分設官車，隨時協僱民車，分段轉運。盛京以東亦有數處當可採買，擬於駐兵處就近買存。總以新民廳為根據地。”

光緒廿年（1894年）九月，日軍渡遼河，馬玉昆、宋得勝力戰敗北。宋慶擬退扼摩天嶺，袁認為日兵必分三路進，徒守一路，無濟於事，這時他害肺炎，力疾赴遼設餉局所。而日軍在岫巖州花園口下游登陸，分兩路進軍，一支向大東溝，一支向皮子窩進發，防守的清軍疲於奔命。十月袁至望寶臺，潰兵搶掠運局車馬，袁搜截數百人，殺戮數人，才阻遏了搶掠。

清軍無論訓練和作戰、都是舊法，日軍已完全西法，兩相對比，不堪一擊，袁據此給了盛宣懷一個電報雲：

“西人用兵大概分為四排隊，前一排散打，敗則退至第三排後整隊，以第二排接應，輪流不斷，後排隊伍嚴整，亦以防包抄傍擊。又隊後數里駐兵設炮，遏止追兵，掩護殘卒，雖敗不潰。今前敵各軍平時操練亦有此法，乃臨陣多用非所學，每照擊土匪法，挑奮勇為一簇，飛奔直前，宛同孤注，喘息未定，已逼敵軍，後隊不敢放槍，恐誤擊前隊。只恃簇前數十人，擁擠一處，易中敵彈，故難取勝。後隊又不駐兵收束，一敗即潰。請告統帥，飭各軍照西法認真練習。”

又說：“劉盛休軍事以潰掠為事，毫無戰志。聶士成軍兵不過千餘，又精壯俱歿，呂道生軍亦傷亡大半，實難再戰。莫若調回整頓。……宋慶南援，似知嶺不可守，退難過沈，故請作遊擊之師。事勢至此，惟有停戰議和，較為合算。”

光緒廿年（1894年）十二月，清廷派兩江總督劉坤一督辦關外軍事，駐節榆關。光緒廿一年（1895年）二月牛莊、營口相繼失陷，李鴻章奉命赴日本議和。袁向劉坤一陳說戰略：

“管見用兵必須嘗罰公平始足以資鼓勵，我公駐關督師，應請隨時分別賢否，立予抑揚，庶諸將鹹知懲勸，冀可挽救。查馬玉昆膽識兼優，宋得勝忠勇成性，均疊經苦戰，始終如一。似宜請旨嘉獎，俾益加奮勉。吳鳳柱、徐邦道兵多騷擾，不知自愛，似宜申斥，俾知警惕。營口防營蔣希夷委棄重地，肆行剋扣，似宜俟兵隊解散後，從嚴參辦。此五人只舉其尤，時艱至此，惟望淑慝先分，庶中材皆知激勸。”

光緒廿一年（1895年）正月，袁復趕返前所（地名），與聶士成會晤。二月返石山站，牛莊和營口相繼陷落，於是清廷下詔派李鴻章赴日本議和。這時，由於清軍海陸均慘敗，舉國震動，朝野譁然，眾謗集於李鴻章，有謂李鴻章私通日本，“用一衛汝貴而百戰之淮軍化為叛卒，用一丁汝昌而大桅之鐵甲盡屬漏舟”，有人竟參奏李鴻章的親信運軍火接濟日軍。大家不相信中國會敗於日本，遂將戰敗責任諉諸李鴻章。李奉命接洽議和，不敢成行，因西太后正在生病，而光緒不允割地。在這和戰未決的當口，日軍揚言將北取遼陽，西攻山海關，清將長順、依克唐阿匆遽告急，而關外各軍亦爭棄防地，紛紛後退，自相驚擾，不久遼南和牛莊亦告陷落。

清朝的海陸大軍都已徹底潰敗，局勢演變到了非和不可，清廷這才再下諭旨，責成李鴻章前往馬關與日本訂城下之盟。

光緒廿一年（1805年）二月，清