1894年8月1日（光绪二十年七月初一），中日双方正式宣战。清朝在其宣战诏书中指出朝鲜历来是清朝的附属国，清朝是应朝鲜政府的要求出兵的，相反日本“不遵条约，不守公法，任意鸱张，专行诡计，衅开自彼，公理昭然”，令清朝忍无可忍，因此“着李鸿章严饬派出各军，迅速进剿，厚集雄师，陆续进发，以拯韩民于涂炭。”[11] 日本明治天皇睦仁在宣战诏书中则针锋相对，声称“朝鲜乃帝国首先启发使就与列国为伍之独立国”，声称其开战原因是“帝国于是劝朝鲜以厘革其秕政……朝鲜虽已允诺，清国始终暗中百计妨碍……更派大兵于韩土，要击我舰于韩海，狂妄已极。”表示其目的是“使朝鲜永免祸乱”、“维持东洋全局之平和”、“宣扬帝国之荣光于中外”[12] ，日本的这些无理借口和诡辩之辞都充分体现了这场战争的非正义性质。

平壤之战是双方陆军首次大规模作战。当时驻守平壤的清军共三十五营，一万五千人；进攻平壤的日军有一万六千多人，双方兵力旗鼓相当。平壤城的地势也非常险要，易守难攻。而且清军还得到朝鲜人民的支持。当时虽然朝鲜政府被强行拉到日本阵营，但朝鲜的平安道观察使闵丙奭积极协助清军作战，甚至连日本推上台的傀儡大院君李昰应都暗中给清军传递情报。[13] 可惜清军并未充分利用这些优势，由于其主帅叶志超指挥失误和临阵脱逃，导致清军失败，以至于影响了整个战局。

黄海海战发生于1894年9月17日，即平壤陷落的第三天，日本联合舰队终于在鸭绿江口大东沟附近的黄海海面挑起—场激烈的海战，这是甲午战争中继丰岛海战后第二次海战，也是中日双方海军一次主力决战。这场战役发生于鸭绿江口大东沟（今辽宁省东港市）附近海面。9月15日上午，北洋水师护送4000余名入朝援军到朝鲜。返航后在大东沟遭遇日军阻截，战斗由此爆发。日本海军在大同江外海面投入战斗军舰则有12艘，包括其全都精华，几乎可以说是倾巢出动。中午开战后，北洋舰队重创日本比叡、赤城、西京丸号诸舰，但北洋舰队中扬威、超勇二舰亦受重创。

从1894年9月17日到11月22日。在此阶段中，战争在辽东半岛进行，有鸭绿江江防之战和金旅之战。鸭绿江江防之战开始于10月24日，是清军面对日军攻击的首次保卫战。当时部署在鸭绿江北岸的清军共约28000人。清朝任命宋庆为诸军总统，节制各军。日军进攻部队是山县有朋大将统率的第一军，包括桂太郎中将的第三师团和野津道贯中将的第五师团，共30000人。双方兵力不相上下。但是，宋庆虽负节制诸军之名，各路清军实则不服调度，而且平壤新败，士气不振，将领多无抗敌决心。日本则士气高昂，野心勃勃，日方发布由间谍宗方小太郎起草的《开诚忠告十八省之豪杰》檄文，对满清展开政治攻势，扬言要直捣北京，让清朝皇帝“面缚乞降”。之后的战况遂可想而知。日军先于九连城上游的安平河口泅水过江成功。当夜，日军又在虎山附近的鸭绿江中流架起浮桥，清军竟未日军在花园口登陆觉察。10月25日晨6时，日军越过浮桥，向虎山清军阵地发起进攻。清军守将马金叙、聂士成率部坚持抵抗，因势单力孤，伤亡重大，被迫撤出阵地。日军遂占领虎山。其他清军各部闻虎山失陷，不战而逃。26日，日军不费一枪一弹占领了九连城和安东县（今丹东）。在不到三天内，清朝重兵近三万驻守的鸭绿江防线竟全线崩溃。