从1895年2月2日至9日，北洋舰队和刘公岛守军，连续同日本侵略军进行了一周的鏖战。白天进行激烈的炮战，夜间须提防敌艇的偷袭。昼夜苦斗，疲惫不堪。伤亡日益增加。岛上医务人员缺乏，医疗设备简陋，药品不足，伤员得不到应有的治疗。同时，部队减员得不到补充，弹药消耗无从补给。援军消息渺茫，士气日益低落。这时，在北洋舰队服务的洋员，乘机散布失败情绪，鼓动投降，并于7日晚在刘公岛俱乐部秘密集会。认为“清军斗志全失，士气沮丧，图谋恢复已不可能”。
1895年2月8日，泰勒和德员瑞乃尔（陆军炮术教习）、英人克尔克（刘公岛医院医生）在刘公岛与威海卫水陆营务处候选道牛昶炳、备补海军提标中军参将、山东候补道严道洪等密谋投降问题。当日午夜2时，泰勒和瑞乃尔又匆匆往诣丁汝昌，但是，丁汝昌毫不动摇，坚决斥责他们的劝降活动。斩钉截铁地表示：“我知事必至此，然我必先死，断不能坐睹此事”。并“出示抚众，略谓援兵将至，固守待援”。于是，众心稍定。
当夜，丁汝昌、刘步蟾下令，在定远舰中央部位装上火药，将舰自行爆破，以免资敌。同夜，北洋舰队右翼总兵、定远管带刘步蟾悲愤难禁，服毒自杀。
刘步蟾，福建人。早年肄业于福州船政学堂，成绩优异，“毕业试第一”。后被选送到英国学习海军，“通西学，海军规制多出其手”，对北洋海军的建立和训练作出不少贡献，是中国最早的海军人才。黄海海战中，丁汝昌负伤，他代为指挥，同敌舰进行顽强的战斗，卓著战功。黄海海战后，丁汝昌因伤请假，刘步蟾奉命代理提督职务。在旅顺整修海战中受伤各舰，夙夜督工，恪尽职守，仅一个月舰队即全部修复。在保卫威海卫的日日夜夜里，协助丁汝昌筹划战守，坚持战斗岗位。他平时曾对人说：“苟伤舰，当自裁。”在战争危急时刻，拒绝投降，自杀殉国。殉国前犹下令“用水雷将船身轰散”以免“为敌所捞获”，做到了“舰亡与亡，志节凛然，无愧舍生取义”。
1895年2月10日，日军围攻益急。少数贪生怕死、丧失民族气节的无耻将领与洋员马格禄、浩威等“密有成议”，准备投降。他们和洋员沆瀣一气，鼓动一些士兵、水勇，挟持护军统张文宣至镇远（定远自爆后丁汝昌移驻镇远）舰上，威胁丁汝昌投降。少顷牛昶炳及各舰管带亦来会。
丁汝昌对众人慷慨陈词说：“汝等欲杀汝昌即速杀之，吾岂吝惜一身？”丁汝昌随即召集各管带及洋员议事。洋员瑞乃尔通华语，丁汝昌令其出舰安抚士兵，众仍喧噪不止。“瑞乃尔入舱，密告汝昌曰：‘兵心已变，势不可为，不若沉船毁台，徒手降敌较得计’。丁汝昌沉思良久，乃令诸将候令，同时沉船。”但是，一些怯懦的将领，恐徒手投降，“取怒倭人”，竟拒绝执行沉船命令。
11日，日军从上午9时开始，对威海卫及北洋舰队进行水陆夹攻。炮火更加猛烈，形势更加危急。清军虽日夜苦战，疲惫不堪，但仍奋勇抵御。并连续击伤敌舰。天龙号中弹，打死副舰长中野大尉等官兵4人，伤4人。葛城死伤7人。盘城亦被击伤。但同时清军弹药亦将用尽。当天，又接到烟台密信，知山东巡抚李秉衡已由烟台逃往莱州，援兵绝望。当夜，丁汝昌再召集诸将会议。以援军绝望，于与其坐以待毙，不如率残余诸舰拼力突围，或可幸存数舰，得抵烟台，较之全军覆灭为好。诸将不应，自动散会。“丁汝昌几次派人将镇远用雷轰沉，……无人动手。”一些士兵、水手竟露刃威胁丁汝昌。
“已经尽到最大努力了！”丁汝昌喃喃地说道。
外国顾问劝丁汝昌投降，他也认为没必要再伤亡兵员了。
哪怕有一点胜利的可能性，他也要战斗下去，可是，他十分清楚，已经完全无望了。继续战斗，只意味着继续糟蹋人命。
外国顾问马格禄明白了丁汝昌的意思，极力劝解：
“犯不上去死！在这次战役中，你究竟有什么可以责怪的？应当受惩罚的，是那些丢掉炮台的陆军将军们，还有那些不派一兵一卒前来救援的巡抚们！你孤立无援，无法再打下去，这是谁都一目了然的。要活下去，不必寻死！你投降后会受到国际法的保护。”
丁汝昌摇头。
丁汝昌早存有以死报国的决心。
日军逼近威海卫时，他在一封信中说：“汝昌以负罪至重之身，提战余单疲之舰，责备丛集，计非浪战轻生不足以赎罪。自顾衰朽，岂惜此躯？……唯目前军情有顷刻之变，言官逞论列曲直如一，身际艰危又多莫测。迨事吃紧，不出要击，固罪；既出而防或有危，不足回顾，尤罪；若自为图，使非要击，依旧蒙羞。利钝成败之机，彼时亦无暇过计也。”
现在，时间已到，他绝不会犹豫。
马格禄还说：“等送还俘虏时，你还是免不了死罪，干脆亡命去美国。清政府正委托美国给办理媾和的事，提督亡命那里，是不会提出抗议的。”
丁汝昌的脑海里，一幕幕地浮现出那年率领北洋舰队，到日本作友好访问的情景。宴会，拜访结识的朋友们……正跟他战斗的伊东中将，就是在那时认识的同行。在他的记忆中，日本是一个非常静谧的国度。
真想活下去啊！这种强烈的愿望在他心灵深处隐藏着，大概是对人生的眷恋吧。
丁汝昌这时忽然想起了伊东中将。伊东佑亨曾经多次致信丁汝昌，劝其投降。
1月23日，“劝降书”，委托在威海卫海域的英国军舰塞万号带给的，用的是英文。开头写道：
大日本国海军总司令官中将伊东佑亨致书于大清国北洋水师提督丁军门汝昌麾下：
时局之变，仆与阁下从事于疆场，抑何不幸之甚耶？然今日之事，国事也，非私仇也，则仆与阁下友谊之温，今犹如咋。仆之此书，岂徒为劝降清国提督而作者哉？大凡天下事，当局者迷，旁观者审。今有人焉，于其进退之间，虽有国计身家两全之策，而为目前公私诸务所蔽，惑于所见，则其友人安得不忠言直告，以发其三思乎？仆之渎告阁下者，亦惟出于友谊，一片至诚，冀阁下垂谅焉。
清国海陆二军，连战连北之因，苟使虚心平气以察之，不难立睹其致败之由，以阁下之英明，固已知之审矣。至清国而有今日之败者，固非君相一己之罪，盖其墨守常经，不谙通变之所由致也。夫取士必以考试，考试必由文艺，于是乎执政之大臣、当道之达究，必由文艺以相升擢。文艺乃为显荣之梯阶耳，岂足济夫实效？当今之时。犹如古昔，虽亦非不美，然使清国果能独立孤往，无复能行于今日乎？
前三十载，我日本之国事，遭若何之辛酸，厥能免于垂危者，度阁下之所深悉也。当此之时，我国实以急去旧治，因时制宜，更张新政，以为国可存立之一大要图。今贵国亦不可不以去旧谋新为当务之急，亟从更张，苟其遵之，则国可相安；不然，岂能免于败亡之数乎？
与我日本相战，其必至于败之局，殆不待龟卜而已定之久矣。既际此国运穷迫之时，臣子之为邦家致诚者，岂可徒向滔滔颓波委以一身，而即足云报国也耶？以上下数千年，纵横几万里，史册疆域，炳然庞然，宇内最旧之国，使其中兴隆治，皇图永安，抑亦何难？
夫大厦之将倾，固非一木所能支。苟见势不可为，时不云利，即以全军船舰权降与敌，而以国家兴废之端观之，诚以些些小节，何足挂怀？仆于足乎指誓天日，敢请阁下暂游日本。
切愿阁下蓄余力，以待他日贵国中兴之候，宣劳改绩，以报国思。阁下幸垂听纳焉。
贵国史册所载，雪会稽之耻以成大志之例甚多，固不待言。法前总统末古末哑恒曾降敌国，以待时机；厥后归助本国政府，更革前政，而法国未尝加以丑辱，且仍推为总统。土耳其之哑司未恒拔香，夫利加那一败，城陷而身为囚虏。一朝归国，即跻大司马之高位，以成改革军制之伟勋，迄未闻有挠其大谋者也。阁下苟来日本，仆能保我天皇陛下大度优容。盖我陛下于其臣民之谋逆者，岂仅赦免其罪而已哉？如梗本海军中将、大鸟枢密顾问等，量其才艺，授职封官，类例殊众。今者，非其本国之臣民，而显有威名赫赫之人，其优待之隆，自必更胜数倍耳。第今日阁下之所宜决者，厥有二端：任夫贵国依然不悟，墨守常经，以跻于至否之极，而同归于尽乎？抑或蓄留余力，以为他日之计乎？
从来贵国军人与敌军往返书翰，大都以壮语豪言，互相酬答，或炫其强，或蔽其弱，以为能事。仆之斯书，洵发于友谊之至诚。决非草草，请阁下垂察焉。倘幸容纳鄙衷，则待复书贲临，于实行方法，再为详陈。
谨布上闻。
这是一篇有名的劝降书，说中国陆海军连败，决非某一个人之罪，其原因乃是墨守陈旧政治之弊。而日本在明治维新之后抛弃旧政治，导致兴隆。最后，劝诱丁汝昌逃亡日本，以期东山再起。
此劝降书以伊东佑亨单独落款的形式，由英国军舰塞万号送交丁汝昌，当被断然加以拒绝，把劝降书原封寄给了天津的李鸿章。
这时，李鸿章的电报到了。
“如水师之力不支，莫若出海一战如何？若能取胜，可使铁甲舰退避烟台，蓄积战力。……”
现在一切都完了，“光荣投降”！
但是，这是不可能的！
因旅顺失陷，12月17日朝廷作出决定，查问丁汝昌，被李鸿章反对：“威海卫处于与敌人对峙的第一线，防备最为紧要，我认为应当暂绥议处，等有了适当的继任者，再查问不迟。”
新任钦差大臣刘坤一正指挥江南军向山东半岛转移，他也认为，“应当暂缓对丁汝昌的处分，令其立功赎罪”。
海军人才少，若以旅顺之败问罪丁汝昌，则找不到后任。丁汝昌的脑袋险乎哉。
陆军很容易找到胜任者，所以败将卫汝贵的命运就悲惨了——“临敌退缩，贻误大局，即行处决。”1月16日，卫汝贵被斩首。
丁汝昌咬紧嘴唇，心想：不管怎样，我可不能像卫汝贵那样死掉！
卫汝贵在众人围观下被处死，留下的只有耻辱。
丁汝昌提醒自己：万一不行了就自尽，要自尽，绝不叫人在闹市上砍头！
镇远舰管带林泰曾在军舰被水雷击中后从容地服毒自杀，当时丁汝昌还觉得他未免死得太早，现在看来，他实在有先见之明。
他挺起胸膛，向马格禄说道：
“作为军人，最后落一个投降的下场，我实在受不了。可是，不正式投降，就白白损伤人命……我死之后，用我的官印，用我的名义，写投降书吧！我自己是捺不了这印的……”
提督的眼睛湿润了，但终于没涌出泪水。
2月12日下午，丁汝昌在刘公岛军营中，服鸦片自杀。与丁汝昌同时自杀的还有记名总兵张文宣。张文宣是李鸿章的外甥，有名的炮手。副将李用霖用手枪击穿头部，也自杀而死。
尊重那些被命运抛弃的人。美籍洋员马吉芬这样评价说：
“如今，中国舰队以及那些勇敢的人们，都已成过往。他们为了他们朝廷的面子徒劳地、背运地战斗着，并被陆上的腐败、背叛和失职行为所羁绊。舰队司令丁汝昌，这些为国而死去的人的最高指挥者，一位勇敢的战士和标准的绅士，被他的国人所抛弃，无望地挣扎着。……他不惧舍命，因为他深知他那寡义薄情的朝廷将比他的敌人更乏宽容。在那个午夜时分，当他喝下那杯致命的毒药，这位饱受伤害的英雄的心情，一定是苦涩的。”
“身既死兮神以灵，子魂魄兮为鬼雄！”
