移师山东再占先机
旅顺的攻取，令日本军政当局一片欢腾，在山县有朋看来，下一步就是登陆山海关，直捣北京。但这个建议却被老谋深算的伊藤博文在12月4日否决了。
伊藤指出，若日军此举成功，结果就是中国将陷入无政府状态。清国将出现大片的政治真空，而日本却无力填补。结果天下大乱，西洋列强为了维护他们的在华利益，必将出兵干涉。而日本却找不到陪钱的对象。另外，冬天就要到了，寒区作战，困难太大。倒不如在辽东转攻为守，将进攻的包袱甩给清军。日本则将攻击区南移，先攻威海卫消灭北洋舰队，再继续南下攻略台湾。从而光荣而实惠地结束这场战争。
最终，大本营于12月15日正式决定，暂时取消直隶作战计划。改由第二军第二师团（师团长陆军中将佐久间马太）和国内的第六师团（师团长陆军中将黑木为桢），合编成总兵力34000人的“山东作战军”（辖步兵第三、四、十一、十二旅团，骑兵第二、六大队，工兵第一、二、六大队），在联合舰队的全力配合下，于山东东部的荣成湾登陆，取大迂回姿态，从陆路背击攻略威海，封锁直隶湾，全歼北洋舰队！
大清国又在干什么呢？
旅顺失守后，中枢才慌了神，又开始找替罪羊。于是，李鸿章被革职留任，摘去顶戴，以示薄惩。甚至连作战最力的徐邦道也被“褫职”。十二月初，湘系重臣两江总督刘坤一被任命为钦差大臣，节制关内外各军。月底，湘系另一重臣，云贵总督王文韶被任命为“帮办北洋事务大臣”。至此李鸿章已等于被降级为天津城防司令，同时兼管威海卫那支苟延残喘又注定麻烦不断的海军。
旅顺失守后，威海卫就成了北洋水师最后的栖身之所。作为李鸿章重点经营的国防工程之一，威海卫的海防工事可谓固若金汤。但仍有两大缺陷：
一为威港不具备旅顺口的全面修舰能力，正如马吉芬回忆的那样：“威海卫除适于小修理的设备而外，修理舰船的船坞、船厂却完全没有。而旅顺则与此相反，不仅设有修理军舰的工厂和机器，而且各种必需品储备充足。”
二为威港对海防御虽坚，但对陆地的后路防御却很薄弱。关于这一点，早在威海建港之初，负责海防炮台修筑的德籍顾问汉纳根就已指出：虽然很多岸防炮可以圆周环射，但由于威海背山立港，事实上后方存在着大片射击死角。所以汉纳根建议，再筹一笔款项，于威海港后方加修一批陆防工事，这才算是一个完整的要塞。
但因为财政拮据，威海卫的陆防要塞建设被迫暂时搁置。等到若干年后，这个话题被重新说起时，竟成了对李鸿章的有力攻击。在一些人看来，威海卫的防御之所以会出现这个大空挡，分明就是李鸿章与汉纳根里外勾结，故意祸国的结果。一句话：汉纳根是洋坏蛋，李鸿章是土汉奸。
可谩骂终究无法替代现实中的枪炮子弹。威海卫的防守到底如何措置，这个实质性的问题反而很少有人提及。
从旅顺口失守的惨痛教训看，这一次日军一定不会从海上作正面进攻。他们一定还是在某个远离威海的地方登陆，再从陆路取远势包抄，一举背击拿下军港，控制海防炮台，再陆海合力致北洋水师于死地。
日本人已经失去了两次聚歼北洋水师的机会（一次在黄海，一次在旅顺口），这一次在威海卫，日本人还会让北洋水师再跑第三次吗？
李鸿章又一次看得很清楚：“倭如犯威，必以陆队由后路上岸抄截，而以兵船游弋口外牵制我师。”更令李担忧的还有：威海防御工事本身的缺陷与山东守备的空虚。
关于前一个问题，丁汝昌的策略是：加强炮台后路的临时工事修筑，“以麻袋装土堆积避弹，以辅各台未筑后墙之缺”，并多布地雷，多挖战壕，多筑长墙。
关键则“全恃后路游击，有兵以防抄袭。”可是，让李鸿章郁闷的是，后路何来大支游击？这就引出了后一个问题。
中枢以为日军下一步行动必是北取奉天，再打通锦州走廊，叩关山海，同时登陆大沽，两路会师北京。故不顾李鸿章的分析，于天津至奉天一线置精兵220营，10万余人，另有8营正在驰拔途中。而日军即将闪击的山东，则仅41营不到，为两万余人。其中16营兵力负责从威海到烟台90公里战线的防御。其中除泰靖、精健两营外，全为新募兵。最搞笑的是烟台河防营，缺编达五分之二，武器是长矛。操练时鼓手击鼓，士兵则随鼓点舞动长矛，宛若京剧排练。而日军即将登陆的荣成湾仅5个河防营1400名守军，同样全无战斗力。而作为日军此次山东作战目的地的威海卫，也不过10营兵力。其中淮军老将戴宗骞绥军4营驻北帮炮台，分统总兵刘超佩（李鸿章的妻侄女婿）率4营驻南帮炮台，记名总兵张文宣（李鸿章的外甥）率两营守刘公岛。
更出人意料的是，虽然日本大本营已作出北守南攻的决定。但山县有朋却不甘寂寞，违令继续进攻。这令大本营甚感吃惊，按理明治应当立即撤山县的职。
但考虑到山县毕竟是号称“日本陆军之父”的元老级人物，又性情刚然，万一剖腹自杀以示抗议怎么办？天皇与伊藤一商量，遂决定由天皇“温存”的以“召山县回国养病”为由，将这个刺头变相调回，同时另派野津道贯为新任指挥官。
12月8日，天皇的侍从武官中村觉中佐亲临安东，向山县宣读了天皇的诏书：“朕不见卿久矣。今又闻卿身染疾病，不胜轸念。朕更欲亲闻卿述敌军之全部情况，卿宜迅速还朝奏之。”整个过程运作良好，山县“平安”回国，天皇与伊藤一口气没松完，前线又传惊人消息：第一军仍在进攻！
原来野津道贯与山县有朋一样不甘寂寞。这下天皇与伊藤没办法了。没想到歪打正着，第一军在辽东的进攻，震撼日本大本营的同时，也在深深震惊着清国君臣。因为这个攻势将清廷战前关于“日军不耐苦寒”，“战事入冬就有转机”的幻想打成了碎片，同时也更坚定了清廷继续将奉天作为日军主攻方向的判断。12月13日海城失守，清廷大为震恐，遂将山东半岛战斗力最强的章高元部8营淮军北运营口，投入奉天战区。对威海卫而言，这无异于釜底抽薪。
而日军对威海卫的远征却不仅要在海上投入整支联合舰队，更要在陆上投送约3万人的兵力。海堵陆攻，一举拿下威海卫，全歼北洋水师，彻底敲烂大清国的海防门户。
荣成湾：日军登陆
在听到日军即将登陆的消息后，威海卫的陆海军之间关于如何迎战，却起了纠纷。
丁汝昌主张集中兵力，依托威海卫要塞，作坚城之守。负责陆路防守的戴宗骞却主张先发制人，歼敌于滩头。双方越争越激烈，最后闹了个不欢而散。
今日看来，丁汝昌的方案虽说保守，却更符合当时的实际情况。
首先，由于制海权的丢失。从烟台到胶州，日军处处可能登陆，也处处可能虚晃一枪假登陆。反之，清军在这些地段之间缺乏铁路连贯，主力部队一旦集结于一个地区，就很难短期内再转移到另一个地点。姑且不说日军可能声东击西，就算是挫败了日军的第一次登陆企图，万一日军利用海军优势，转移到另一个地点进行二次登陆，直捣威海空城，难道让海军把定、镇二远开上岸当战车用不成？
其次，实际上清军也很难挫败日军的登陆企图。因为戴宗骞能派出的部队只有两营。而且根本不具备压制日军舰炮的支援火力。
可丁汝昌与戴宗骞之间的矛盾却并未结束。
相对于日本联合舰队，丁汝昌最担心的其实是清军自己的南帮炮台上的重炮。这些重炮对防御海上攻击价值很大，但在后路射界有限的情况下，却很难对陆路攻击发挥作用。在这种情况下，万一炮台为日军所占，旋转炮口，轰击港内的北洋水师，对我方的威害却很大。所以丁汝昌建议，最好是乘日军尚未攻取炮台，提前将几个对港内军舰威胁最大的炮台上的火炮拆卸，以免资敌。
不料这个建议又遭到戴宗骞的坚决反对。在他看来，未战而先拆己方火炮，必导致军心涣散。丁情急之下，只好命水兵自行上岸登台，将火炮钢底钢圈卸走。戴宗骞知情后大为震怒，在他的坚决反对下，卸走的钢底钢圈又送了回去。
十二月二十六日（1月21日），李鸿章听说日本“欲趁和议未定，于除日元旦攻我懈怠，夺我炮台，毁我战舰”，匆忙指示威海卫的“水陆将士昼夜严备，切勿寻常例过年。”而日军的第一梯队其实已经于前一天——十二月二十五日（1月20日）的凌晨五时三十分，开始登陆山东的荣成湾了。
之所以选择荣成湾为登陆地点，是因为：首先，荣成湾与威海卫的距离不远不近。从“不远”的角度讲，正好不超出当时日军的后勤供给范围；从“不近”的角度讲，清军两点（荣成与威海）间因无铁路而难以兼顾，日军遂可以从虚处下手，取远势包抄，逐个击破，背击威海。
其次，早在1888年，日本海军大尉关文炳就曾奉参谋本部之命，到山东半岛进行过七十多天的秘密军事侦查，发现荣成湾是大部队登陆的理想地点。他指出：“荣成湾位于山东半岛成山角之西南，西距威海卫水路约三十海里。湾口面向西南，宽约四海里，水深四至五。中国人称之为‘养鱼池水口’。本湾甚浅，湾口宽阔，并非好锚地。但此处能避北风、西风，底为泥沙，适于受锚，平时为渔船停泊之地。故无论遇到何等强烈之西北风天气，舰船亦可安全锚泊。况且，本湾位于直隶海峡外侧之偏僻海隅，一旦清国与外国发生海战，即成为军事重地。故欲攻占威海卫，必先取此湾以为基地。”“从荣成湾到威海卫距离不过17里（注：此处为日里，约合67公里），先在荣成湾备好远征陆军由陆路前进，拊威海卫之背，舰队由正面进逼，以击威海卫诸炮台，海陆配合，前后夹击，使彼腹背受敌，进退失据。此余设想攻占威海卫之最易方法也。”但同时他也指出：“此间道路高洼不平，且狭窄弯曲，行旅为之却步，行军必更困难。如此道路，能否派遣陆军，因不在其职，甚难确言。故此事应由本省与陆军省议商，派遣负责之陆军将校勘察之，则能否行军即有所了然，于将来釆取何等方略必大有裨益。”
如此充分的准备前提下，日军的登陆可谓顺利异常。
满天飞雪中，日军于下午七时，兵不血刃地占领了荣成县城。守城的河防营却早已逃光。
24日，日军已完全巩固滩头阵地，并向纵深扩张战果。戴宗骞派出的两营抗登陆的绥军却还在行军途中。
威海的命运也就在这漫天飞雪中被决定了。
威海卫：龙旗飘落
日军即将合围，大清国里却还是攻守不定。1月23日，朝廷指示丁汝昌：“闻敌人载兵者皆系商船，而以兵船护之，若将‘定远’等船齐出冲击，必可毁其多船，断其后路，此亦救急之一策。”同一天，李鸿章也发来指示，命丁汝昌严守威海，不得离港，“如违令出战，虽胜亦罪。”
只是苦了丁汝昌左右为难，还要被后人一次次地指摘坐失良机。事实上，当时丁汝昌是进退皆难逃一败。因为伊东佑亨已经针对各种可能情况，为北洋水师准备了多个陷阱。
为了这一战，伊东佑亨再次整编了联合舰队。全部战舰被编为五队：松岛、千代田、桥立、严岛四舰为本队；吉野、高千穗、浪速、秋津洲四舰为第一游击队；扶桑、比睿、金刚、高雄四舰为第二游击队；大和、武藏、天龙、海门、葛城五舰为第三游击队；筑紫、爱宕、摩耶、大岛、鸟海五舰为第四游击队。相模丸、西京丸、江户丸、伊势丸、共代田丸、万国丸为海军运输队。此外，16艘鱼雷艇也被分成三队，随同作战。
同时日军还制定了周密的作战计划：四十多页的《联合舰队作战大方略》。
该计划包括了《护送陆军登陆荣成湾计划》、《鱼雷艇队运动计划》、《诱出和击毁敌舰计划》三部分。在这个计划书中，日军针对登陆期间、登陆之后，北洋水师所可能采取的多种行动（出战、坚守、外逃）分别制定了详密的应对方案。其中，日军最希望发生的，是北洋水师或出于主动或被日军引诱，离开威海卫，在远离中方岸防炮群火力支援的地方与联合舰队决战。
在这种情况下，丁汝昌最终按照李鸿章的意思选择死守，虽然消极，却是当时那种没有办法的环境下一种较佳的选择，虽然北洋水师难逃一劫，但日军也注定要付出相对最沉重的代价。
正月初五（1月30日），日本海、陆军对威海发起了第一轮联合攻击。激战从1月30日一直打到2月3日。日陆军猛攻南帮炮台。作为南帮炮台制高点的摩天岭炮台之战尤其惨烈。双方血腥拉锯，三进三出。“清军大旗倒了三回，硬是竖起了三回”。直至守军全部阵亡于惨烈的肉搏战，日军始控制炮台。
第十一旅团长大寺安纯（少将）得意洋洋地登上炮台，合影留念。却不料北洋水师的重炮已将他锁定。一阵炮火之后，大寺与随军记者远藤飞云中弹毙命。
丁汝昌最担心的龙庙嘴炮台和威海卫最大的炮台皂埠嘴炮台，亦于同日失守。总结当日的苦战，清军死伤800余人，有“将校五人，士卒五十一人”被俘。
日军除大寺安纯及远藤飞云外，死伤226人，其中包括步兵大尉三上德治以下军官5人。
战火随之烧向北帮炮台。初六激战一日，各台守军相继溃散。戴宗骞直接指挥的一营绥军，又闹起了内讧。只有北山嘴炮台尚有学生炮勇200余人在坚守。
