山县大将不当司令官了，但进攻海城的命令已无法撤销。在战争中，一旦下达了命令，是不能轻易改变的。
颇有讽刺意味的是，奉命进攻海城的正是同川上操六中将一起活动撤山县职的桂太郎中将。
那时，日本有四名陆军大将，其中两人是皇族，所以实际上等于只有山县和大山岩两名平民出身的大将，如果轻易将他们解职，势必影响军队的战斗士气。这次是拼着国运发动的战争，可不能那么做。
日本政府命野津道贯中将为后任，接管第一军。表面上总算没露出破绽，海城进攻战依然进行着。
1894年12月9日，第三师团长桂太郎率军由岫岩出发向析木城进犯。
析木城位于海城东南（距海城20余公里），岫岩西北。
12月11日午前10时，清军在龙凤峪、二道河子与进犯的日军展开激战。
午后3时，日军大部队汹涌而来，发起了凶狠强有力的冲锋，清军寡不敌众，退走析木城。与此同时，清军在北路潘家堡子也战败。当晚，清军乘黑夜退往海城。
12日午前10时，日军占领了早已空无一兵的析木城。日军占领析木城后，立即向海城方向前进。当天，前卫部队进至海城东南7公里的营城子。
13日，日军大队向海城发起攻击。
海城位于辽南广袤的平原地区，地势开阔。城四周有孤立小山数座环绕。
12月13日午前9时，日军步兵在强大炮火支援下向海城发起冲击。清军炮火不济，退入城中。日军乘势分两路由南门和东门攻入城内。清军放弃海城，分别向牛庄、辽阳退走。13日中午日军完全占领了海城。
日军第三师团攻下海城后，立即处于被清军三面包围的不利形势下。
这是因为海城失守后，清朝祖宗陵寝之地受到威胁。清政府急调黑龙江将军依克唐阿、吉林将军长顺率部西援，以护辽阳。
依克唐阿除留一部兵力防守原有防区外，亲率马步30营驰援辽阳。长顺也调20余营奔赴辽阳，联合辽阳知州徐庆璋防守海城以北之辽阳、鞍山等地。
在海城以西以南的田庄台、盖平、营口等地则有宋庆指挥下的50余营清军。至12月下旬，清军在海城北、西、南之奉天、辽阳、鞍山、田庄台、营口、盖平一带集结的兵力已达170余营约10余万人。
日军第三师团虽然占领了海城，但兵力不多，马步仅6000人，大小炮不过20门。其中除分兵守岫岩、析木城外，防守海城的只有一个旅团的兵力。
孤军悬入，除东南析木城为其后路可兹联络外，其北、西、南三面处于辽阳、田庄台、盖平等地清军数万人的包围之中。其第五师团则被牵制在凤凰城等地。
这样，日军第一军实际上被清军分割包围，处于孤军奋战的困境。
第二军虽已攻下金州、大连湾、旅顺口，但距海城尚有200公里之遥，中有盖平清军的隔阻。第一、二军之间不能声息相通。这种形势对于孤军悬入的海城日军十分不利。
为了摆脱危险处境，第三师团长桂太郎于占领海城后，在12月15日电请第一军司令官野津道贯，要求派第五师团由草河口、凤凰城西进。并转请第二军派兵向北推进至盖平、大石桥，以策应第三师团，使海城第三师团摆脱孤立无援的困境。
当时第二军正准备向山东半岛进犯，不愿意分兵增援海城。大本营中有人主张收缩战线，将第三师团由海城和析木城撤退。
山县有朋极力反对，认为这样做会“内招国民非议，外张敌军之势”，影响日军士气，实际上是害怕暴露他的冒险主义的指挥错误。
经过山县有朋的力争，大本营于12月19日命令第二军“至少派一个混成旅团速向盖平方向前进，援助第三师团击退该敌”。
尽管第二军因准备进攻山东半岛，兵力不足，但迫于大本营的命令，不得不于12月23日下令所属第一师团派部分兵力北上进攻盖平，但同时严令该部任务只限于牵制当面之清军，阻止其进逼第三师团侧背；不准在北线寻求决战，并须注意金州的守卫。
当时，日军对海城第三师团的处境很悲观，认为援军自金州至盖平，行程预计需要10天，在此期间，第三师团能否独立抗拒数万清军，很难估计。
1895年1月3日，乃木希典指挥第一旅团主力由普兰店出发，按大本营的命令，向盖平进犯。
盖平位于辽东半岛北端盖州河北岸，东接岫岩，北临海城，西通田庄台、营口，南达熊岳城、复州，南进金、旅，北通辽、海，西出营口、锦州的交通要地，具有重要的战略地位。
1月10日午前5时30分，乃木希典指挥日军第一旅团分左、中、右三路，向盖平发起进攻。9时40分盖平被日军攻陷，清军向大石桥、营口方向退却。
海城不仅是入侵日军第一、二军的联络点，也是向北京进军的基地。因此，日军占据海城对控制辽东半岛的形势具有关乎全局的重要关系；对于清军则“此城不复，军事难期得手”。
现在日本第一军既盘踞于海城不去，第二军又攻占了盖平，不仅威胁陪都根本重地，清室祖宗陵墓也将受侵扰。并使集结在辽南田庄台、营口、牛庄一带的清军侧翼受到威胁。
为了拔除日军钉在辽南清军侧翼的据点，解除陪都威胁，清军决定收复海城。经奉天将军裕禄奏请，清廷调集依克唐阿、长顺、宋庆各军，从1895年1月17日至3月3日，先后对据守海城的日军发动了5次反攻，企图收复海城，但都未能得手。
一系列战役的失败，李鸿章淮系军队的腐朽及将领的畏葸无能开始暴露，随着鸭绿江、凤凰城、金州、旅大的相继失守，淮军更加声名狼藉。证明了李鸿章的淮系军队不足以抵御日军的进攻。
于是清政府中主战派官员一方面对李鸿章本人及其部下叶志超、卫汝贵、丁汝昌等人交章弹劾；另一方面要求朝廷起用湘系军队。
清政府见淮军在战场表现不佳，便决意起用湘军。
12月28日，光绪皇帝授湘军宿将，时任两江总督、南洋大臣的刘坤一为钦差大臣，督办东征军务，节制关内外各军。又谕令湘军旧将迅速召集成军，赶赴前线，北援辽东。于是湘军旧部如新疆布政使魏光焘、道员李光久等人，分率所部湘军开赴辽东战场。
刘坤一于2月9日抵山海关，以钦差大臣节制关内外防剿诸军。当时驻关外奉天省内的辽阳、通化、桓仁、盛京、摩天岭、牛庄、营口、鞍山站、锦州、田庄台及天津、大沽、北塘、京畿、山海关以及奏调尚未到防之师，共计400余营，200000人。其后勤供应，除原来供应淮军作战的天津东征粮台外，又于天津增设湘军东征粮台，由藩司陈宝箴主持。
这是鸦片战争以来，清政府的最大一次调集军队抵御外国入侵，也是清王朝200多年统治历史的最后一战。
