一、岫岩——赛一马集之战
越过鸭绿江之日第一军继1894年10月26日占领九连城、安东之后，接着又于27日占领大东沟，31日占领凤凰城，11月5日占领大孤山。其后，日第二军攻占了金州大连湾，于是，第一军受领的牵制辽东清军、掩护第二军由花园口登陆的任务基本完成，大本营令其在叆河、大洋河两流域布置冬营，以待来年参加直隶平原决战。为确保冬营安全，日第一军决定以其第三师一团一之第五旅一团一长大迫尚敏率一支队（步骑约三千）由大孤山出发，进攻岫岩；以第五师一团一之第十旅一团一长立见尚文率一支队（步骑四千）由凤凰城出发，北攻赛一马集，并分兵一部（一个大队和少量骑兵）由少佐三原重雄率领西进，协助大迫支队夹攻岫岩。
岫岩西通海城、盖平，北连辽一陽一，东通凤凰城，南达大孤山，是奉天南部的战略要地。11月14日，日军大迫支队出大孤山，经土城子、老孙家堡、土门子岭，指向岫岩之南；三原重雄所部则出凤凰城，经高家店、黄花甸、黄岭子，指向岫岩之北。丰升阿、聂桂林分兵北扼黄岭子，南控土门子岭和洪家堡，抵御来犯之敌。18日，三原重雄所部猛攻地势险峻的黄岭子山，清军不支，弃险而走，退守兴隆钡。此时，南面守军也为大迫支队所一逼一，退入岫岩。当晚，丰升阿等见南北两面受敌，率部夜奔海城东南的析木城，岫岩遂为日军所陷。
赛一马集东近叆一陽一，西接连山关。黑龙江将军依克唐阿所部弃守宽甸之后，即退驻于赛一马集一带。日军立见支队由凤凰城向赛一马集进军时，分兵一部（步兵一大队、骑兵炮兵各一小队）由少佐今田唯一率领，经雪里站、通远堡、草河口，西犯连山关。当时，连山关、甜水站诸处由吕本元、孙显寅所部盛军驻守，其西面的摩天岭由聂士成等部驻守。由于宋庆奉命率所部毅军并铭军南下救援旅顺，连山关、摩天岭一带防务由聂士成统管。
11月12日，今田唯一所部骑兵抢夺连山关关口，大队继至，遂陷连山关，直趋摩天岭。聂士成部顽强抵抗，“扼隘路，以巨炮当其冲，张旗帜丛林间，鸣鼓角为疑兵，时出截杀，而露宿以守”①。日军不得逞，撤回连山关。在西犯摩天岭的同时，日军一小队由叆一陽一偷袭赛一马集，侦察依克唐阿部虚实，遭到依军痛击，死伤惨重。日军西则阻于摩天岭，东则败于赛一马集，不得已于11月24日撤离连山关，集结于草河口一带，阻隔聂、依两军通道。26日，聂、依两军东西夹击，大败草河口日军。29日，立见尚文以大队来援，分犯赛一马集和草河口。清军竭力抵抗，战事呈胶着状态。日军前进受阻，又恐凤凰城老巢空虚，后路危险，便于12月5日弃草河口，返回凤凰城。此时，聂、依两军声势相通，拟合力南下，收复凤凰城。依克唐阿并分兵一部绕道叆一陽一指向凤凰城侧背。立见尚文留兵一部守城，自率大队北上迎击自通远堡南下的清军。9日，双方激战于通远堡南面的金家河，彼此伤亡甚众。12日至15日，清军连战皆败，终未能收复凤凰城。这时，日军第三师一团一已陷海城，辽一陽一危急。依克唐阿奉命西援辽一陽一，与宋庆及吉林将军长顺会合，以固沈一陽一门户。此后，辽一陽一以东防务主要由聂士成部承担。聂部以摩天岭阵地为中坚，长期与敌相持，日军始终未能越岭西进。
二、海城、盖平等地的陷落
日第二军攻陷旅顺之后，其第一军司令野津道贯①即建议大本营准其进军海城，以消除旅大方面日军的后顾之忧。日第一军既不能越摩天岭西犯，改由岫岩经海城而进一逼一辽一陽一，断摩天岭清军后路，必要时与第二军会师北上而威胁沈一陽一，自然有其重要的战略意义。因此，海城实为中日两军必争之地。12月上旬，日第三师一团一于岫岩集结，准备进军海城。当时，由摩天岭奉命回援旅顺的宋庆所部毅军和铭军屯于盖平；由岫岩败退的丰升阿、聂桂林所部十余营驻析木城。12月10日，日军第三师一团一全队西犯：先以步兵第十八联队长佐藤大佐率兵一部指向盖平，牵制宋庆军；第三师一团一长桂太郎中将自统师一团一主力扑向析木城。11 日，清军屡战皆败，丰升阿、聂桂林夜奔海城，析木城遂于12日为日军侵占。13日，日军乘势进攻海城。防守该地的清军有奉军等步、骑、炮队十七营，分扼城东的荞麦山及城西的晾甲山以为左右翼，而以荞麦山为防御之锁钥，置炮兵于该山南部及山麓，又以部分兵力占领沙河左岸箭楼子附近。日军进攻时，清军稍事抵抗，即退奔辽一陽一，海城为敌所占。于是，辽一陽一、盖平、营口（今营口市）、牛庄等处告急。清廷更觉奉天省城势危，急令依克唐阿、长顺各率所部西援，以护辽一陽一，令宋庆率所部自盖平北上，以护营口、牛庄，防敌西窜。
宋庆在盖平闻日军由岫岩长驱北进，已于12月10日亲率毅、铭军等二十余营移驻于大石桥（今营口县），拟救援海城。但12日析木城陷落，13日海城又入敌手，宋庆便改变计划，拟与北面诸军取得联络之后，再共图收复海城，于是将全军二十余营屯于距海城二十里的缸瓦寨，未能趁敌立足未稳之际发起攻击，丧失了战机。12月19日，海城日军大股来袭，宋庆军大败，由缸瓦寨退往营口、田庄台一带。
日军攻占海城后，以孤军（约六千人）入重地，颇觉力单，于是，野津道贯率第一军司令部和军预备队由安东移驻岫岩（1895年1月5日到达），同时，请求第二军分兵一部协攻盖平，以便两军声势相通。1895年1月初，日第一军派遣第一师一团一之混成第一旅一团一①约八千人由普兰店（今新金）北上。当时，驻盖平之清军只剩下章高元所部山东嵩武军八营、徐邦道所部拱卫军十一营、张光前所部亲庆军五营。1月5日，徐邦道部奉宋庆之命移驻牛庄（以便联络辽一陽一清军），盖平兵力更单。徐部出发不久，宋庆以日军混成第一旅一团一逼一近盖平，令其回援。6日，徐部返抵蓝旗厂（盖平北面二十余里），宋庆又改变命令，令其开赴田庄台。徐部又回师北上，刚过营口，宋庆仍令其回援盖平，于是又折而南行。这样，徐邦道所部往返奔波于田庄台、营口、盖平之间，四昼夜未得休息。9日夜，徐部前锋进至盖平境时，日军已扑攻盖平。扼守东门外凤凰山的张光前部闻敌即溃，日军一部乘势攻入东门，然后出南门，绕至扼守南门外的章高元部之后。章部不支，刚赶到战场的徐邦道部也因疲惫过度，不堪任战，于是各部齐退营口。10日上午，盖平陷落。从此，日第一、二军声势联络，辽东清军进一步陷入被动。
三、清军反攻海城失败
自平壤之战以后，清廷以淮军不可恃，便起用湘军旧将魏光焘、李光久等，令其募兵北援。1895年1月，光绪帝又召湘军首领两江总督刘坤一入京，授为钦差大臣，令湖南巡抚吴大澂、淮军总统宋庆共同帮办刘坤一军务。
1月14日，清廷以日军既据海城，又陷盖平，关外军情更紧，乃令新授钦差大臣刘坤一迅赴山海关驻扎调度，节制关内外各军。并令自动请缨的吴大澂统率新疆布政使魏光焘所部新湘军、总兵刘树元所率抚标军、吴元恺所率恺字军等，“即日拔队出关，分起进发，会合宋庆等军，相机进剿”①，于是，宋庆于田庄台坐待援军。
这时，奉命扼守辽一陽一的黑龙江将军依克唐阿和吉林将军长顺深感责任重大，一致认为，与其坐待日军来攻，不如乘其占领未固之际，先发制胜，于是商定，以集结于腾鳌堡、鞍山站一带的五十余营约二万人的兵力，“分左右两路，步步前往，相机规海”①。1月17日，依、长两军已前进至海城北面，距敌人前沿阵地仅二里许。西路（依军）包抄至二台子，东路（长顺军）包抄至头河堡，东西绵亘近三十里。日军扼守城北欢喜山和双龙山（山上均筑有炮台），并有步、骑、炮兵列阵以待。当清军发起攻击时，日军步骑数千人在炮火掩护下蜂拥齐出。清军大半使用土槍，射程小，射速慢，加之“旗汉兵一团一心志不齐”，相持不久，西路依军先退，东路长顺军继之，第一次反攻海城遂告失败。
1月22日，依、长两军又分左右两路会攻海城。依军自长虎台向欢喜、双龙二山之间的三里桥突击，为欢喜山日军炮火所阻，又折而北，经沙河沿绕出欢喜山之西，拟攻海城之西北角。长顺军则从头河堡向海城东北的双龙山发动进攻，终因日军炮火猛烈而不得进。下午，日军发起反击，依军大量伤亡，经大富屯向西北方向退走。东路长顺军亦退。第二次反攻海城又归失败。
此后，山东半岛军事形势日趋恶化，清廷主战派为了从辽东战场捞回一点面子，急欲乘日军战略重点南移之机，一举收复海城。2月7日，军机处奉旨电谕长顺和依克唐阿：“此时各军俱到前敌，亟宜克期合剿。著长顺与依克唐阿同心协力，严饬诸将奋勇进战，务期一举攻拔，再向南路与宋庆会合，节节扫荡，军事当大有转机矣。”①依、长二将鉴于前两次攻海失败，深感兵力尚单，商请宋庆出兵会攻。2月11日，吴大澂到达田庄台，其所部除道员李光久军（老湘军五营）已先期出关屯于牛庄外，总兵刘树元所率亲兵六营亦已到达牛庄。又总兵梁永福所率凤字军五营，也于前一日由田庄台开入牛庄。于是，依克唐阿、长顺与宋庆等商定，于2月16日以九十余营三万余人的兵力，再次反攻海城。进攻部署是：依军自北面进攻大教场为中路；长顺军进攻玉皇山为东路；李光久和徐邦道各率所部从柳公屯进攻唐王山为西路。当天，东西二路进一逼一颇紧。日军先则坚伏不动，继则步、骑、炮兵一齐出击。东路长顺军伤亡甚众，中路依军亦阻于欢喜山炮火，相继败退。西路李、徐两部见势不妙，也纷纷西走。这样，第三次反攻海城又未成功。
2月21日，清军上述各部再次会攻海城失败。在第四次反攻海城的同时，宋庆依约率所部毅军、铭军（统领刘盛休已撤职，改由姜桂题接任）及河南嵩武军（总兵刘世俊统领）等五十余营近二万人进攻盖平北面的太平山日军，一则配合攻海，一则为日后收复盖平作准备。宋庆军一度占领太平山，并与敌相持三日。24日，日军三面来攻，清军大败，退回营口以东地区，防止日军西犯。
清军四次反攻海城，虽不是决定一性一的战役，但其持续时间之长、动员兵力之多、涉及地区之广、战斗规模之大，在整个中日甲午战争过程中是仅有的。清军总的战略方针是消极防御，然就反攻海城来说，则属于具体战役战斗上的进攻战。这种情况之所以出现，固然是由于海城战略地位重要，它的得失，关系到清廷“力保沈一陽一以顾东省之根本”方针能否实现，但主要还是由于日本侵略者当时的战略重点是海陆进攻山东半岛，全歼北洋海军，而在辽东战场上基本上取守势的缘故。
四、牛庄、营口、田庄台等地的失守
清军第四次反攻海城失败之后，还想进行第五次反攻。当时，“环海城而军者：两将军（依克唐阿、长顺）、一巡抚（吴大澂）、一提督（宋庆）、一藩司（魏光焘），共百余营，六万余人（按：宋庆毅军时已增至三十营）”①。吴大澂所部湘军分布海城西北，控制通往牛庄的大道；依军分布海城正北，扼牛庄通辽一陽一的大道；长顺军分布海城东北，扼通向辽一陽一的大道。
日军方面，为了扭转局面，决定趁冰冻未解之际，由盖平、海城、凤凰城分路进攻：一由盖平北趋营口；一由凤凰城经黄花甸、三家子赴鞍山站；一出海城北攻依、长两军，经甘泉堡指向鞍山站之南。鞍山站系牛庄至辽一陽一之孔道。日军欲夺此要隘，示形一逼一攻辽一陽一，实将袭取牛庄。因为牛庄一旦有警，海城西面的湘军势将由于退路受到威胁而停止攻海。
2月28日凌晨，未等请军发起第五次反攻，海城日军第三师一团一便分路出击。激战约三小时，中路依军败退。恰在这时，辽一陽一南九十里之吉洞峪为出凤凰城的日军第五师一团一袭占，辽一陽一大震。辽一陽一知州徐庆璋请援于依克唐阿，依便托词援辽，率部北走，长顺军也随之而去。日军跟踪追击，一举夺占鞍山站。不久，第五师一团一也间道来会。除留兵一部控制鞍山站外，日第三、第五师一团一合军西指牛庄。
3月2日和4日，魏光焘、李光久先后率部回援牛庄。两部新老湘军共十一营，均困守市内。4日，日军三路围攻牛庄，李光久等弃军而逃。军士们深陷危地，在无人指挥的情况下，殊死搏斗，与敌相持竟日，最后伤亡近二千人，被俘六百余人。日军也死伤近四百人，其中有今田唯一等将佐军官十五人。这是中日甲午战争中唯一的一次大规模巷战。参战清军英勇拚杀，表现了中国人民敢于同侵略者血战到底的牺牲一精一神。牛庄失守后，吴大澂率部由田庄台退往双台子，宋庆则连夜率全军主力退扎田庄台，只留少数兵力守营口。3月7日，由牛庄出发的日军轻取营口，并与盖平北上的日军会师。田庄台四面平坦，加之当时辽河仍然封冻，更是无险可守。3月9日，日军第一、第三、第五师一团一分路来攻，宋庆军大败，伤亡枕藉。被围于田庄台内的清军则被日军纵火焚烧，死者二千余人。
田庄台陷落后，宋庆、吴大澂等率残部退往石山站（锦州东）。从此，自田庄台沿辽河而东，自鞍山站而西，皆为日军所占。清廷以淮军既溃于先，湘军复败于后，北洋海军亦已覆没，日军海陆交乘，畿疆危一逼一，于是束手无策，屈辱求和之心更为迫切。日本方面，则认为“作战的第一期已经结束，因此令‘征清大总督府’进驻战地，即将开始第二期作战”。