旅順失守之前，鑒于旅順港入口航道狹窄，艦隊(duì)如果停留在港內(nèi)，很容易陷入被敵方封堵港口的困境。北洋海軍在11月13日最后一次巡視了旅順基地后，就退往位于山東半島的停泊基地——威海。

在清代，山東屬于極為特殊的省份，不設(shè)總督，而由巡撫轄治。山東巡撫在職權(quán)上和直隸總督李鴻章屬于平級(jí)，李鴻章除了憑借北洋大臣管理北洋海防事務(wù)的權(quán)力，可以指揮山東省威海、蓬萊等地的海防軍隊(duì)外，對(duì)其他山東軍隊(duì)的調(diào)動(dòng)都要商請(qǐng)山東巡撫的支持。甲午戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后不久，清流言官為了分解李鴻章的權(quán)力，派出與李鴻章有宿怨的安徽巡撫李秉衡出任山東巡撫。李秉衡到任后，陽奉陰違，處處與淮系軍隊(duì)掣肘。當(dāng)時(shí)駐防威海的陸軍包括淮系戴宗騫、劉超佩部綏、鞏軍5000余人，以及總兵張文宣部護(hù)軍2000余人，主要負(fù)責(zé)威海南北岸炮臺(tái)、劉公島炮臺(tái)的守衛(wèi)，至于威海東部沿海的榮成一帶，威海陸軍根本無力分兵防御。在李鴻章的反復(fù)電商和清政府的催促下，山東巡撫李秉衡僅派出1500余名挑河民夫冒充

5營軍隊(duì)，前往駐扎應(yīng)付。

12月初，日本大本營決定繼續(xù)實(shí)現(xiàn)殲滅北洋海軍的目標(biāo)，將第二軍重編為由第二、三師團(tuán)組成的山東作戰(zhàn)軍，總兵力3萬余人，仍然由大山巖擔(dān)任軍司令官。1895年1月20日，山東作戰(zhàn)軍首批部隊(duì)在山東榮成灣成功登陸，當(dāng)晚就擊潰了挑河民夫組成的5營河防軍，占領(lǐng)了榮成縣城，隨即聯(lián)合艦隊(duì)以主力封鎖威海灣出口，防范北洋艦隊(duì)出港，以圖全殲。得知戰(zhàn)事爆發(fā)，威海綏鞏軍抽調(diào)兵力和應(yīng)急趕來的山東省軍隊(duì)千余人在榮成通往威海方向的橋頭集，試圖構(gòu)筑陣地阻擊日軍，結(jié)果僅僅發(fā)生幾場(chǎng)接觸戰(zhàn)后就告解體。

1895年1月30日凌晨，日軍首先向威海南岸炮臺(tái)群發(fā)起攻擊，采用集合優(yōu)勢(shì)兵力、對(duì)炮臺(tái)逐一拔除的打法，戰(zhàn)斗到下午南岸炮臺(tái)群全部失守。激戰(zhàn)中，丁汝昌率北洋艦隊(duì)軍艦冒險(xiǎn)駛近岸邊，發(fā)炮支援陸軍，甚至創(chuàng)造了擊斃日軍旅團(tuán)長(zhǎng)大寺安純少將的重大戰(zhàn)果，但最終無法挽回陸軍敗退的頹勢(shì)。南幫炮臺(tái)群陸續(xù)失守后，為免日軍使用炮臺(tái)火炮轟擊北洋海軍，丁汝昌派出敢死隊(duì)登陸南岸，炸毀了南幫炮臺(tái)群中威力最大的趙北嘴炮臺(tái)火炮。同時(shí)還派出數(shù)百人組成的北洋海軍水兵部隊(duì)登陸，意圖奪回丟失的其他炮臺(tái)，盡管這支部隊(duì)曾一度殺入日軍前線司令部，最后還是被優(yōu)勢(shì)敵軍包圍，在龍廟嘴炮臺(tái)附近全軍覆沒。北洋海軍水兵的鮮血染紅大海，成為南幫炮臺(tái)保衛(wèi)戰(zhàn)的終曲。