一、陸海決戰
一八九四年七月初，日本在朝鮮的陸軍近一萬人，中國駐牙山的兵力不足三千。中旬之後，李鴻章始決定增兵，向平壤集結。另僱英國輪船運兵二千人赴牙山。日本於兩個月前李鴻章大閱海軍時，已窺悉北洋艦隊的弱點。此次增援，事前毫無保密，天津日諜充斥，日本軍艦即出動搜索。七月二十四日，中國「濟遠」、「威遠」、「廣乙」三艦，掩護英輪所載援兵抵牙山上岸。「濟遠」艦管帶方伯謙，自英艦獲悉日艦將至，命「威遠」先回。翌日「濟遠」、「廣乙」駛至豐島，遇日艦「吉野」、「浪速「、「秋津洲」。日艦首先開砲，互轟約一小時，「廣乙」焚毀，「濟遠」力不能敵。運兵英輪「高升」號沉沒，死者七百餘人，「操江」兵船被俘。此為中日海戰序幕。「廣乙」無何作戰能力，「濟遠」無異一對三。日本以為陸戰必勝，海戰殊少把握，所以決定不宣而戰，先挫中國海軍，以振士氣。戰勝之後，欣喜可知，但於「高升」之被擊沉則大感驚駭。英國輿論一時頗為激動，英使歐格訥則稱「高升」既經中國租用，與英國已無關涉，結果賠償了事。因為日軍連捷，英國不願為此與日本失歡。
豐島海戰前二日，日軍已完全佔有漢城，劫持朝鮮國王。海戰的同日，迫令宣佈為自主之邦，請日本代為剿逐華兵。牙山的華兵約四千人，以陷於孤立，移守附近的成歡。七月二十九日，為日軍所敗，北走平壤。統領葉志超諱敗為勝，清廷予以獎賞，以為海戰雖敗，陸戰則勝，尚可自慰。
七月二十七日，北京得知豐島海戰消息，準備宣戰，又二日得知成歡之戰，召回駐日公使。三十日，總署照會各國公使，責日本悖理違法，首先開釁，實行對日絕交。八月一日（光緒二十年七月初一日），中日宣戰。
八月初，中國陸軍約一萬四千人抵達平壤。主力為衛汝貴的淮軍（盛軍）六千，紀律最壞，開拔兩日，逃者四百，一入韓境，姦淫搶掠，大失韓人之心；但仍冀其勝利，逐退漢城日軍。各將領不相統屬，被任為總統的葉志超，乏統馭能力，部署無方，坐守平壤，兵餉不足果腹，武器「藥不配彈，子不對槍」。日本以兵力尚未集中，韓事尚待解決，未即前進。八月下旬，日韓成立所謂攻守同盟後，日軍遂大舉分趨平壤，兵力與中國相當，由第三師團司令野津道貫指揮。九月十四日，即中秋節，開始攻擊。次日戰鬥劇烈，防守東路的總兵馬玉崑及防守南路的總兵衛汝貴力拒，防守北路的總兵左寶貴戰歿。葉志超倉惶棄城而走，軍械糧糈盡失，死傷二千餘人。十六日，日軍奪得平壤，這是陸上的主力戰，規模並不算大。此後朝鮮境內不再有華軍踪跡，全部退至鴨綠江西岸。
海戰發生於平壤陷落後第二天。戰前不僅中國對於海戰抱有信心，西人亦有作如是觀者，甚至琅威理亦說，中國海軍不可輕視，雖有不及日本之處，要相去不遠，惟有李鴻章自己明白。豐島敗後，北洋艦隊三次巡弋朝鮮洋面。日艦為使陸軍平安向朝鮮輸送，不時窺伺威海衛、大連，以圖牽制，北洋艦隊遂改取守勢，不再輕離旅順。於是廷臣交責，提督丁汝昌受到革職留任處分。李鴻章謂可用之艦，僅「鎮遠」、「定遠」，但質重行緩（速率為十四半海里），「濟遠」等船亦行駛不速（約十五六海里）。「海上交戰，能否趨避，應以船行遲速為準。」日艦最快者二十三海里，次亦二十海里，「倘與馳逐大洋，勝負實未可知」。他主張不必與之拼擊，但令游弋渤海內外，使日艦不敢來犯。「今日海軍力量，以之攻人則不足，以之自守則有餘。」八月初，北京始決購快船三隻，此為海關巡船管帶英人泰樂爾（WF Tyler）的建議。未能有成；即使購妥，仍緩不濟急。除了船的速率不如日本外，炮的發射速率亦不及日本，而且砲彈極少。據說「鎮遠」、「定遠」的兩門十寸口徑大砲，只有三枚砲彈，因要舉辦慈禧六旬祝嘏，無款可撥。至於戰志，中下級軍官十分旺盛，高級人員則多畏葸，握實際指揮權的劉步蟾又缺乏膽識。
九月十六日，丁汝昌率北洋海軍全隊到鴨綠江口的大東溝，掩護陸軍登陸。十七日（八月十八日）中午，正擬折返旅順，日艦十二隻（共三萬八千噸）出現，司令為伊東祐亨，當然是預先獲得情報。丁部大小十四艦，參戰的為十艦（共三萬一千噸），以「定遠」為旗艦，管帶為劉步蟾，洋員泰樂爾，漢訥根均在艦上。原定陣形為兩行縱列式，「定遠」、「鎮遠」為首。劉步蟾擅自改為橫列式，「定遠」、「鎮遠」居中，以弱小船隻分列兩翼，佈置錯亂。日艦先迫右翼，丁汝昌、泰樂爾命全隊右移，以主力迎戰，劉不之應。此時炮聲已作，丁自瞭望台震落受傷。下午一時，戰爭開始，「揚威」、「超勇」兩艦先後沉沒。管帶以下俱亡。「致遠」作戰勇猛，受到重傷，彈藥將盡，管帶鄧世昌下令鼓輪直衝日艦「吉野」，為魚雷擊中，全艦官兵二百餘人殉難。「經遠」因船身碎裂，管帶林永昇與船同盡。「定遠」、「鎮遠」遭日艦五艘夾攻，力戰不怯。「定遠」曾擊中日艦「西京丸」，自身亦受彈起火。「鎮遠」管帶林泰曾與官兵表現甚佳，一面護衛「定遠」，一面與日艦惡戰，以巨彈擊中日旗艦「松島」，傷亡日官兵八十餘人。丁汝昌裹傷苦鬥，頗為沉著。下午五時三十分，戰鬥結束，中國失去四艦，死傷一千餘人；日艦三艘被創，死傷五百餘人。此為中、日海軍的主力戰。從此日本陸軍可自由進向朝鮮半島，深入遼東，威脅北京。是役決定了這次戰爭的勝負，亦決定了今後中國四十年的悲運，助長了日本的侵略野心。
二、清廷謀和與日軍續攻
李鴻章固然主張對日妥協，慈禧所謂不可示弱，亦非要戰，仍想在頤和園慶賀她的六十萬壽。光緒頗欲振作，他的師傅翁同龢亦望一戰而勝，樹立光緒的威權，擺脫慈禧的控制。主和者，為有實力的當權派；主戰者，為僅能作空論的幻想派。平壤、黃海慘敗。北京駭怖萬狀，開始布防，不惟主和者有詞可藉，主戰者亦為之氣餒，建議起用威望尚在的恭親王奕訢，得慈禧同意，九月底，光緒勉強允許，仍命管理總署並總理海軍事務，會同辦理軍務。李與俄方的接觸，始終未停。八月，俄國已決定不許日本破壞朝鮮現狀。黃海戰後七天，李告訴總署：「俄廷初意不改，不願日得韓地。」海參崴的海陸軍不少，兩個多月前俄軍確已向韓邊調動。目的是等待機會。慈禧命翁同龢赴津，一為對李責備，一為問他對俄方洽談情形。李說俄盼中國派專使相商，保證不佔東北。實際內情，是俄於中、日宣戰後，曾由喀希呢通知李鴻章，仍願共保朝鮮領土，如中國肯與俄商，俄必出講話。翁認俄不足恃，回京後，主再問赫德，亦即再請英國調停。喀希呢時在煙台，十月中旬，趕至天津。李極力慫恿，喀希呢謂須待中、日和議後，日如久居朝鮮，俄必干預，目前暫守中立。李詢以停戰辦法，喀希呢答稱須與他國商明。李勸俄單獨行動，喀希呢表示不肯，因為俄國尚有所待。
翁同龢對俄國的態度，早已疑慮，他的建議再請英國出面，多少或受到張之洞的影響。八月中旬以來，張屢向各方論陳聯英的重要。十月初恭親王約晤赫德。英國初未料到中國海陸軍之如此不濟，深恐清政府投靠俄國，或政權崩潰，滿洲為俄所有。這時它已商諸各國調停，以朝鮮獨立、中國賠款為條件。德、美認為時機未至，俄、法別有企圖，甚至英國輿論亦反對壓制日本。歐格訥勸李鴻章早日議和，李要求先行停戰，再議朝鮮善後，拒絕賠償兵費。恭親王對英國的條件有意應允，翁同龢、李鴻藻反對，請慈禧俟喀希呢到後再商，但慈禧已決意謀和。日本屢戰屢勝，亦不以英國的方案為滿足，仍要繼續進攻，在各國干涉之前，美、德對調停冷淡之時，再予中國打擊，多佔土地。十月二十三日，照覆英國，聲言暫尚不能表示停戰意向。
同一天，日本山縣有朋的第一軍二萬人，開始西渡鴨綠江，進入奉天，清軍總統宋慶的淮軍，依克唐阿的滿洲軍約四萬人，望風潰敗。五十日內，連失安東、九連城、鳳凰城、寬甸、岫岩，僅總兵聶士成部堅守大高嶺，鄉勇抵抗亦力。日本大山巖的第二軍二萬餘人，於十月二十五日，登陸遼東半島，拊旅順之背。旅順為北洋海軍基地，砲台三十座，大砲一百五十位，最稱險固。十月中旬，北洋殘餘船隻，移泊威海衛，置旅順於不顧。日本第二軍登陸後，未遇任何抵抗，佔有金州、大連。旅順駐軍萬餘，觀望不前，互不相顧，守將爭先逃走。總兵徐邦道力戰不支，經營十餘年的形勝軍港，遂於十一月二十一日陷落。日軍屠殺四日，婦孺不免。同時鴨綠江以西的日本第一軍陷析木城、海城。翌年一月，合第二軍續陷蓋平，遼河以東要地幾乎盡失。
遼東屢敗，十一月初，恭親王正式邀請英、美、德、法、俄五國調停，條件一如英國所擬。英國表示不便再與日商，歐格訥乘機推薦赫德為中國練兵，以期握有軍、財大權，為恭親王所拒。德國謂英國原議，日本未必滿意，俄、法仍不積極，美國允徵詢日本之意，但不欲與歐洲國家會同辦理。
戰前及戰爭中，美國始終站在日本方面，希望做到朝鮮獨立，並抑止俄國，但不欲日本軍事行動過度，致使中國瓦解，東亞情勢更為混亂。大連失陷之日（十一月六日），美國對日勸告，謂如日軍再進，將招歐洲國家干涉，詢以是否接受美國調解。時佔領旅順已在目前，日答以在中國未直接求和之前，日認為時機尚未成熟。及旅順陷落，恭親王同意美使田貝（C.Denby）的方案，託其轉達日本，由美國單獨調解，並依李鴻章之議，先命津海關稅務司德璀琳攜李致伊藤博文函前往，日本拒絕接待。李之出此安排，是不願遽派大員，為日所輕，日之拒絕德璀琳，是說他資格不合。十二月，慈禧與恭親王改派戶部侍郎張蔭桓及湖南巡撫邵友濂直接求和，同時恭親王再被授為軍機大臣，加重他的權力。張曾出使美國，現兼總署大臣，邵亦有多次辦理交涉經驗，另以美使推薦的前美國國務卿福士德（John
W.Foster）為顧問。
光緒和他的左右均反對和議，瑾妃、珍妃以及她們的胞兄志銳及師傅文廷式亦然。平壤戰敗，李鴻章曾受處分，旅順失陷，又被革職留任，慈禧亦降瑾妃、珍妃為貴人，將志銳治罪。及決定派張、邵議和，御史安維峻劾李鴻章通敵賣國，挾制朝廷，並明指和議出自慈禧及太監李蓮英。漢訥根請趕練新軍，添購砲艦。然遠水不救近火，不得已改用湘軍以代淮軍，更易統帥，以湖南巡撫吳大澂主持山海關防務，劉坤一為欽差大臣，節制關內外各軍。吳勸張蔭桓「展緩行期，以俟捷音」。上海揭帖遍布通衙，攻詆張、邵。
清廷對張、邵的訓令為朝鮮可許自主，不另割地，兵費可以酌賠，為數不能過鉅，日本要求事項，應候旨遵行，不得擅允。日本的條件，除朝鮮獨立及賠款外，尚有割地及取得在華特權，預料中國不會全部應允，必須再予打擊，張、邵之來不能了局。一八九五年二月初，張、邵與伊藤、陸奧會於廣島。伊藤藉口張、邵全權不足，拒不開議，指責中國缺乏誠信，扣留張、邵所發密電。雙方相見兩次，談判即告終止。清廷修改國書，添入張、邵可以訂約畫押字樣，日方依舊不理。
日本既決心續予中國挫辱，攻擊的目標為北洋艦隊的第二根據地威海衛。威海衛一帶防軍約萬餘人，北洋艦隊尚有相當力量。不幸主力艦「鎮遠」觸礁重傷，管帶林泰曾自殺，士氣愈為不揚。日軍仍採以陸軍為主攻的戰術，一八九五年一月，日軍二萬餘人自威海衛以東的榮成灣上岸，先奪據南幫砲台，而以海軍迫堵海口。二月初，水陸夾攻，「定遠」沉沒，「來遠」、「靖遠」等艦繼之，道員戴宗騫、總兵張文宣及劉步蟾自盡。丁汝昌拒絕招降，下令沉船，部將不應，服毒而死。二月十四日，洋員假丁的名義，致書投降，「鎮遠」、「濟遠」大小十一艦，悉為日有，北洋海軍掃地以盡。
東北陸戰繼續進行，中國官軍雖一再敗退，鄉團則紛起抵抗，遼東的寬甸、長甸、岫岩，遼中、遼南的遼陽、海城，旅順尤為猛烈。一八九五年二月，日軍四次進犯遼陽，皆被擊退。新到湘軍二萬人，會同吉林、黑龍江軍三萬人，反攻海城，未能得手。三月初，日軍連陷牛莊、營口、田莊台，燒殺極慘，湘軍損折大半。遼西吃緊，北京感受的威脅，更為嚴重。同月，日海軍進向台灣，澎湖不守。這時李鴻章與日本的談判，已經開始。
三、屈辱苛刻的馬關條約
日本拒絕與張蔭桓，邵友濂談判，全是人的問題。伊藤明告張、邵的隨員伍廷芳，中國必須派一有切實全權，名爵資望最高的大員，最好是恭親王、李鴻章；對東京美使亦有同一表示。這時遼陽、盛京勢危，威海衛的命運在旦夕間。二月十日，光緒召見軍機大臣，謂時勢如此，戰、和皆無可恃，聲淚並發。慈禧決命李鴻章前去，十三日，授為頭等全權大臣。日本亦非事事遂心，俄國已示意，不可向中國大陸擴展領土，外交情勢於日本頗為不利。軍事上以戰場擴大，漸感力絀，亦望中國早日重派使臣，並將媾和條件預告北京，使給新使臣以應允的權力，特別是割地一條。李對光緒表示：「割地之說，不敢擔承。」軍機大臣中有謂多賠款勝於割地；有謂不割地，勢難了局。其實李本人與恭親王並非絕對反對割地，所考慮的是何地為宜，「允之，北則礙於俄，南則礙於英、法」。
清廷與李鴻章仍盼能獲得外力援助，分向各國洽商。李告英使歐格訥，如能使中國不喪失領土，願給英人以政治、軍事、鐵路、礦山、商務特權。英國以列強在華爭奪日劇，已準備聯日，歐格訥勸李接受日本的要求。美國公使田貝，亦勸他放棄各國干涉之念，割地之外，並須賠款，日後可用美人築鐵路、開礦山、辦銀行以增加收入。俄國最關心的為日本是否要侵佔朝鮮、滿洲，在未確悉之前，暫不採行動，只說日本如要索過大，即聯合他國干涉。德國亟欲在中國取得軍事、商務、海港權利，中國困難愈大，德國的機會愈大。法國以俄國的馬首是瞻，亦要等待日本要索土地的具體事項，再出而評論。清廷與李鴻章的願望全部落空。及至威海衛陷落，北洋艦隊盡殲，日本大有轉犯天津、北京的可能。三月三日，清廷終於授李鴻章以商讓土地之權，原因是倘不如此，「則都城之危，即在指顧，以今日情勢而論，宗社為重，邊徼為輕」。
三月二十日，李與伊藤、陸奧開始在日本馬關談判，隨員中有他的兒子李經方及羅豐祿、馬建忠、伍廷芳與在日本參加的美籍顧問福士德【註：伊藤及陸奧亦有一美籍顧問】。李要求先行停戰，盼中、日永結和好，共維亞洲大局，否則有害於華者未必有益於日。伊藤不加理睬，翌日提出如下條件：日軍佔領山海關、天津、大沽，該地華軍一律繳械；天津至山海關鐵路歸日軍管理，中國負擔停戰期日本軍費。李認為太苛，伊藤迫他於三日內撤回停戰要求。二十四日，第三次會議，李允不談停戰。日本浪人欲使和議不成，李於返寓途中，遇刺受傷。此一狙擊，反予李以幫助。伊藤、陸奧恐李藉口回國，招致歐洲國家干涉，立許停戰，但台灣、澎湖不在其內。
四月一日，伊藤提出狠毒的講和條款，限四天決定。李酌加修正，委婉懇求，希望日本為兩國久遠關係著想。伊藤仍逼他作諾否確答，並威嚇李經方說：日本為戰勝者，如談判破裂，「我命令一下，則北京安危，有不忍言者。中國全權大臣一去此地，能否再安然出入北京城門，亦屬不能保證」。李鴻章與北京最不肯接受的為賠款三萬萬兩，割讓奉天南部（遼東半島）及台灣、澎湖。經過伊藤的威嚇，李允割鄰接朝鮮的四縣及澎湖。十日，伊藤將條款略為削減，遼東半島的遼陽除外，賠款改為二萬萬兩，其餘均照原案，「但有允不允兩句話而已」。北京希望賠款再減，並保有台灣北部，倘無可再商，即與訂約。日方於李與北京往來電報內容完全知道。第五次會議時，李雖作最後乞求，伊藤堅稱不能再讓。一八九五年四月十七日，李氏父子與伊藤、陸奧將條約畫押，即馬關條約。
條約的主要內容，一為中國承認朝鮮自主，即默許朝鮮由日本宰制，中國不再過問。二為割讓奉天南部，及台灣、澎湖。奉天南部包有鴨綠江口至鳳凰城、海城、營口以南的整個遼東半島，旅順、大連在內。台灣、澎湖為台灣全省，以往雖有對俄、對英失地之事，或為邊遠荒涼之區，或為海中小島，此次所割均屬「腹心根本，膏腴要塞」。三為賠款二萬萬兩，三年內付畢，約為一八四二及一八六〇年對英、法賠款的七倍，超過中國全年收入的兩倍。清廷不得不飲鴆止渴，在種種勒索之下，舉借外債，以致財盡民窮；日本則以這筆相當於全國三年收入的巨款發展實業，擴張軍備，加緊對華侵略。四為日人得在中國各口岸從事工藝製造，機器只納進口稅，所製造貨物豁免內地稅、鈔課、雜派。即是日人有權在中國設立工廠，就近利用中國的原料、人工，產品又可免納稅捐，使中國的工商業無法與之競爭，西方各國亦援例辦理。李與清廷力爭割地、賠款，對於這項關係經濟命脈的條款，則輕輕放過。五為開蘇州、杭州、沙市、重慶為口岸，日船得航行長江、運河、吳淞江，擴大深入內地的範圍。六為另訂商約，日本享有領事裁判權與片面的最惠國待遇，取得以往及今後西方國家所已得及將得的特權，同時亦提高了它的地位。七為日軍佔領威海衛三年，以待賠款交清、商約批准，佔領軍費五十萬兩歸中國負擔。從此日本不僅為侵略中國主要國家之一，且最為凶毒。
四、俄、德、法的干涉
條約簽訂前後，國內痛憤萬狀，紛紛力爭，促勿予承認，重行備戰。國際形勢一時於中國似頗有利，此即俄國領導的對日干涉。日軍行將進入東北之時，俄之將有舉動，為世所周知。十一月，俄已對日示意；十二月，俄使希特洛渥告訴陸奧，如欲佔有台灣，俄或不反對。言外之意即是不許佔有東北地方。一八九五年一月，俄國開始加強太平洋艦隊。張、邵被拒後，希特洛渥又告陸奧，希望勿向大陸擴展土地，勿進攻直隸。二月間，中國出使俄國大臣許景澄已自俄國外部得知，如日本要求太奢，俄將約英、法干涉，有不許日本佔地之意。三月初，俄國邀請列強聯合對日勸阻。英國不願開罪戰勝的日本，且欲聯以對俄，婉詞謝絕。德國久思染指遠東，尤欲在中國取得軍港，亦對英表示，倘第三國自中國取利益，德國定要取得補償，希望英國支持。英國答稱無意在遠東有所行動，德國轉而就俄。外部侍郎前任德國駐華公使巴蘭德持之最力，謂如此可影響俄國在歐洲的對德態度，減輕德國東境的壓力，疏遠俄、法的關係，復可向中國要索報酬。德國此一行動，正為俄國求之不得。不過俄國外務大臣初只望日本放棄旅順，財政大臣威特堅主迫令放棄全部遼東半島，西伯利亞鐵路即可免受威脅，復可穿過滿洲，進而改變中俄疆界，陸、海軍大臣一致贊成必要時不惜對日實力強制，準備一戰。俄皇尼古拉二世亦認為瓜分中國為期不遠。四月十五日，正式批准。法國為俄國的同盟者，亦恐日本過分得勢，危及法在亞洲地位，遂允追隨俄國，於是三國的結合形成。德國因尚需要一番準備，不克立即行動，這或是巴蘭德勸李鴻章不妨先簽和約的原因，亦可能是有意置日本於爐火之上，造成俄國非干涉不可之局。
日本對於俄國的動態，時在注意，以為俄於英、美尚有顧忌，不相信它會出以斷然措置，應盡可能強迫中國屈服，造成事實。當時中俄之間雖無何諒解，不過李鴻章赴馬關之前，已得許景澄的電告，又自法使處獲悉，俄、法有干涉的可能，預料如割讓遼東，俄必出面阻止。就清朝的利害言，遼東與台灣的輕重有別，李之力爭台灣，而於遼東反未多堅持，自有他的看法。
馬關條約簽字的同一天，俄國正式邀德、法共同干涉，要求日本放棄領有遼東半島，四月二十三日提出，同時俄國海、陸軍加緊部署。三天前北京已自柏林得知消息，至是多主暫勿批准和約。總署請俄、德、法轉商日本，展期換約，並向俄致謝。趾高氣揚的日本，震愕憤慨，但衡度情勢，經過對華戰爭，人員疲勞，軍需缺乏，不僅無力對三國作戰，亦無力抵抗俄國。一方向俄懇商，一方求英、美相援。俄國拒不讓步，英國表示概不過問，惟有美國答應勸告清廷批准和約，由美使田貝及福士德共同對北京施用壓力。李鴻章亦說，如不批准，戰爭勢必再起。五月二日，光緒與翁同龢「相顧揮淚，戰慄哽咽」，卒將條約批准。同月八日，在煙台互換，由福士德協助辦理。
日本的政策是萬不得已時，對三國讓步，對中國則一步不讓。四月底，陸奧對俄表示，希望保有旅順、大連，允放棄遼南其餘之地，由中國付予酬金，在中國未履和約前，日軍繼續佔有遼南。俄堅執原議，不許日本佔有中國大陸寸土尺地。五月七日，日本接受了三國的干涉，要求另給贖款五千萬兩。俄國認為過鉅；德國對日欲留餘地，復因對華借款事，不滿於俄，認為並不為多。最後由三國核減為三千萬兩，而以俄國不反對將來中國借用德款為條件。十一月八日，中日簽訂「遼南條約」，贖款於八天內交清，日軍於三個月內撤退。中國收回遼東半島，又增加了一大筆賠款。
五、台灣的抵抗
日本之決心與中國開戰，不僅要攘奪朝鮮，亦要達成掠取台灣的宿願，方可由陸、海兩道向中國大陸並進。一八九四年底，西方已盛傳日本將以讓與朝鮮、台灣為和議條件。馬關談判開始之日，日艦已出現澎湖。李鴻章首告伊藤，台灣為一行省，不能送給他國。光緒亦謂：「台灣割則天下人心皆去，朕何以為天下主！」輿論的反對更是激烈，謂台灣萬不可棄，否則民心一去，欲為小朝廷而不可得。然而終於割讓。各方章奏雪片飛來，請勿批准和約，北京請願者途為之塞。台籍京官及翰林舉人聲言「與其生為降虜，不如死為義民！」張之洞及台灣巡撫唐景崧初謀借英國之力以阻日本的佔有，未有結果。法國對台灣頗有興趣，張、唐又欲透過法國將三國干涉的範圍擴及於台灣，從中策劃的為留法學生、曾任駐法使館參讚的陳季同。但是俄國有意讓日本南進，無心顧及台灣，謂對日本不能再有表示。德國欲見好日本，責中國煽惑台民。法國祇好說日本已允放棄遼東，今昔情形不同，不便出面干涉。其實即令張、唐的運用成功，台灣亦將為另一國家所有。外援無望，日本催迫交割愈急，李鴻章依福士德的勸告，請照約辦理，清廷就將此一任務付予李經方，將唐景崧開缺。交接手續於六月二日在基隆口外完成，協助李經方的仍為福士德。
戰爭一起，台省積極治防。台省人民的民族意識，在過去之反滿及鴉片戰爭、中法戰爭的表現，可以見之。割台消息傳至，台人「奔走相告，聚哭於市，夜以繼日，哭聲達於四野」，聲稱「誓不從倭」。清廷既不之顧，外援又得無望，惟有「據為島國，固守以待轉機」，以武力拒抗日本，「願人人戰死而失台，不願拱手而讓台」。在邱逢甲等的領導下，於一八九五年五月二十五日（光緒二十一年五月初二日）建立「台灣民主國」，推唐景崧為總統，年號「永清」，以示「永戴聖清」之意，「事平之後，再請命中朝」，仍歸中國。新政府設內務、外務、軍務三衙門及議院。
台灣兵勇約四、五萬人，割讓後半數奉命撤營內渡，官吏亦紛紛離去，兵力士氣大受影響。餉械初時曾得到沿海各省當局的接濟，如兩江的張之洞、兩廣的譚鍾麟，後因英、德的指摘，清廷加以禁止。復以倉促成軍，單位又雜，唐景崧乏統馭之才及決心，又與駐防南部的前黑旗軍統領劉永福，及另一參加抗法戰爭的地方領袖林朝棟存有意見，抵抗力因之大減。五月底日軍自基隆東北登陸，六月三日基隆失守，次日唐景崧出走，八日一位美國記者戴衛遜（JW Davidson）引導日軍進入台北。
台灣的悲壯抗日戰爭，是在台北淪陷以後，以義勇為中堅，領導者劉永福。張之洞原以為俄國的干涉可望，電劉堅守，不日援兵可至。愛國詩人易順鼎奉劉坤一之命，往返台灣、內地之間，為劉永福請援，日本初懾於黑旗軍的聲威，不敢輕進，中南部多雨，山洪時發，行軍甚為不易，所以暫時停進。七月，義勇屢殲新竹日軍，首領姜紹祖戰歿。日軍近衛師團大舉南犯，義勇、黑旗節節阻擊，苦戰不敵，台灣府（台中）、彰化不守，統領吳彭年及義勇首領吳湯興戰歿。九月，義勇、黑旗軍與日軍往復激戰於彰化、雲林之間，傷亡頗重，義勇首領楊泗洪陣亡，日軍旅團長一人亦被擊斃。日本加調兩師團會同海軍南犯。近衛師團為黑旗軍王德標所敗，嘉義旋失，義勇首領徐驤殉難。日陸軍自海上分別登陸台灣西岸及南端，海軍陷旗後（高雄），鳳山不守，台南陷於重圍。劉永福以援斷餉絕，事不可為，西去廈門。十月二十一日（九月初四日），日軍入台南。不及萬人的義勇及黑旗軍對抗數萬人，明知勢不相侔，仍能喋血奮戰四月有餘。日軍初以為唾手可得台灣，及遭到勇猛抵抗，傷亡慘重，乃肆行屠殺，搶掠姦淫，所至人亡家破。台灣雖然淪陷，台人仍然不屈，在日本統治的半世紀中，台人的反日運動，始終未曾停止。
