在相继取得朝鲜和黄海的控制权之后，日本军队终于突破鸭绿江，把战火烧到了清朝的土地上。1894年10月24日，3万日军在鸭绿江畔与清军发生激战，战争持续了3天，以清军的全线溃败而告终。从平壤到鸭绿江，晚清军队的腐朽状况展现得淋漓尽致，部队中鱼龙混杂，有左宝贵这样誓死保卫祖国，与日军浴血奋战的勇士，也有叶志超这样贪生怕死，置国家生死存亡于不顾的宵小之辈。而鸭绿江战役的溃败，也反映了清军的另一个问题，即内部派系林立，作为清军主帅的宋庆根本无法对各个部队进行有效的调动，淮军和黑龙江镇边军各自为战，以至作为主帅的宋庆最后只能哀叹：‘各军之间，互不统属，瞻循依违，败不相救’。军队中这种派系林立的状况，大概也是未来民国时期军阀混战的真实写照。
1894年11月5日，日军推进到了大连金州，总兵赵怀业率部逃往旅顺，把清朝苦心构筑的大连湾炮台群拱手送给了日军，仅一天时间，金州陷落。十余天后，日军向着旅顺发起了进攻，旅顺守军约1万人，却派系混杂，斗志低下，在与日军的战斗中，清军依然是全线溃败。11月21日，李鸿章苦心经营20年，耗资数千万两白银的工业重镇旅顺陷落，而从11月21日到11月24日，日军丧心病狂的在旅顺展开了大屠杀，杀死百姓近两万人。
而随着金州旅顺的相继失陷，李鸿章的北洋水师退于威海港内，已成瓮中之鳖。1895年1月，日本集结3.4万陆军，和所有的军舰向威海卫发起了总攻。在陆面上，清朝沿海的炮台相继失守，日军在占领了沿海炮台之后，从岸边和海上对北洋水师的军舰进行夹攻，北洋水师的旗舰‘定远’号被炮弹击中而搁浅。最终，丁汝昌为了防止军舰落入日军之手，下令炸沉各船，随后和北洋护军统领张文宣、‘镇远’号管带杨用霖等人自杀殉国。
随着北洋舰队的全军覆没，甲午中日战争也宣告结束，清朝苦心经营多年的洋务运动宣告破产，花费了无数白银打造的舰队、炮台都毁于一旦，培养多年的海军将士都殒命战争之中，而战争结束之后，等待清朝的只有乞降这一条路。
1895年4月17日，清朝与日本在日本马关签订了《马关条约》，《马关条约》给清朝带来的打击和损失，超过了清朝之前与西方诸国签订的所有条约，条约大致内容如下：放弃朝鲜宗主国地位；辽宁、台湾、澎湖列岛所有的武器、工厂等物品都归属于日本；战争赔款2亿两，其中5000万两须半年内付清，1年内再付5000万两；全面开放通商口岸、全面降低税额或免税。在清朝完成全部赔款之前，日本不会撤军。
之前两次鸦片战争，由于西方诸国毕竟国土较远，而且殖民地遍布世界各地，他们在清朝图谋的只是一定的利益。日本则不同，日本遭受了西方国家的欺凌之后，知耻后勇奋发图强，攒着劲的要大干一场，他们要一次性的把清朝大肆凌虐一番，然后从清朝获得无比丰厚的回报，以填满他们酝酿多年的欲望。与西方诸国签订的不平等条约加重了清朝的负担，使清朝负债累累，而经历了甲午中日战争，与日本签订《马关条约》之后，清朝彻底破产。