丁汝昌出身淮軍，作戰經驗多為以冷兵器為主的鎮壓內亂，故曾受部分留洋學習先進海軍的艦管帶（艦長）輕視。伊東佑亨自明治維新起即投身先進海軍，曾任多艘新式戰艦艦長，有豐富的指揮經驗，深受日本海軍官兵尊重。

松島為黃海大戰時的旗艦，吉野則是新艦。吉野艦於1893年9月30日服役，距甲午海戰不足一年，是當時世界上其中一艘最快、最先進的戰艦，曾參與1894年7月25日擊沉清軍運兵船高升號的豐島海戰。比較之下，日本艦隊較簇新先進，在航速、大炮射速諸方面佔優，故整體上日本海軍處於上風。雖然中日兩國海軍實力有差距，但絕非懸殊。日本亦知海戰無必勝把握，故戰前制訂了戰勝、戰平、戰敗的不同應對方案。中國弊在缺乏新艦、舊艦維修不足、整體戰略失誤，終成敗局。

1904至1905年日俄戰爭期間，東鄉平八郎任聯合艦隊司令長官，屢敗俄國海軍，其中1905年對馬海峽之戰，聯合艦隊幾乎全殲由原波羅的海艦隊組編的第二太平洋艦隊，為日本取得最後勝利，令他名揚天下，獲公認為近代世界海軍名將。

戰鬥當日，雙方各出動十多艘戰艦，在黃海激烈交火約五小時。中國北洋艦隊損失致遠、經遠、超勇、揚威、廣甲五艦，來遠受重傷，死傷官兵六百餘人；日本聯合艦隊松島、比睿、赤城、西京丸四艦受重傷，死傷官兵三百餘人，其中赤城艦長坂元八郎太陣亡。此戰令北洋艦隊損失慘重，但主力尚存，本仍有力一戰，然而李鴻章下令退守軍港，「避戰保船」，不再出戰，使日軍取得制海權。

黃海激戰期間，當定遠艦中彈起火時，鄧世昌率致遠艦衝到它前面迎敵，令定遠艦轉危為安。後致遠艦中炮受重傷，炮彈又打光，鄧世昌率艦全速衝向日艦吉野，誓要撞沉敵艦同歸於盡，惜中魚雷沉沒。鄧世昌與全艦二百多名官兵壯烈殉國。光緒帝為鄧世昌揮淚撰聯：「此日漫揮天下淚，有公足壯海軍威。」

與鄧世昌同時葬身大海的，除了艦上官兵外，還有他的忠犬。艦沉後，鄧世昌本可獲救，但他認為：「我立志殺敵報國，今死於海，義也，何求生為？」決定與艦共亡。這時，他所養的忠犬「太陽」游到主人身邊，口銜其臂不放，最後人犬一同沒入波濤之中。今天威海市有多尊鄧世昌雕像，部分亦配有忠犬的塑像。

黃海海戰後，北洋艦隊龜縮威海衛港內，日本取得制海權，開始進攻遼東、山東等地。攻佔旅順後，日軍將目標轉向威海衛。該處為當時北洋艦隊基地，餘下的艦隻都在港內。日軍於1月20日起海陸夾攻威海衛。在隨後的戰鬥中，日軍佔盡優勢，連陷多座炮台。

1895年2月3日威海衛城陷落，北洋海軍指揮總部所在的劉公島成為孤島。2月6日威遠艦被日軍魚雷擊沉。2月10日定遠艦遭日軍魚雷擊中，斷成兩半，失去作戰能力，管帶劉步蟾下令炸艦自沉，隨後自殺。次日，北洋水師提督丁汝昌自殺。2月17日，日軍登陸劉公島，取得全勝。港內餘艦不是毀沉就是被俘，北洋艦隊全軍覆沒。到了這個地步，清廷只有屈辱求和。

甲午戰後，李鴻章歎道：「我辦了一輩子的事，練兵也，海軍也，都是紙糊的老虎，何嘗能實在放手辦理，不過勉強塗飾，虛有其表，不揭破，猶可敷衍一時。如一間破屋，由裱糊匠東補西貼，居然成一間淨室，雖明知為紙片糊裱，然究竟決不定裏面是何等材料。即有小小風雨，打成幾個窟窿，隨時補葺，亦可支吾對付。乃必欲爽手扯破，又未預備何種修葺材料，何種改造方式，自然真相破露，不可收拾，但裱糊匠又何術能負其責？」