由于日本迅速侵入朝鲜、满洲和中国本部，人们对中国陆海军优势的幻想马上破灭。与中法战争时双方的决策都犹疑不定的情况不同，中日战争从一开始就被日本发动的、以决心攻占北京为目标的一连串攻势所左右。结局清楚地和富于戏剧性地暴露了中国军事准备的失败和日本军事准备的有效性。自1868年以来，日本的陆海军建设得力于它的社会其他部门的现代化革新，同时它也促进了这些革新。到1872年，征兵制的实施激发了国民意识进一步的觉醒，同时，陆海军教育的中央集权体制使军官得以去国外留学，使军事学校得以在国内建立。1878年成立了一个独立的参谋本部，1883年成立了一所参谋学府。陆军和海军之间能有保证地实行密切的合作。
在把日本武装部队提高到高水平的效率方面，外国顾问和教官们，包括英国人约翰·英格尔斯和德国人雅可布·麦凯尔在内，都是出过大力的。麦凯尔帮忙改组了陆军部，提高了参谋本部，改进了军事教育，充实了它的后勤和医药工作。他也帮助把日本军队改组为师的建制，并且告诉日本人“关于实行全国总动员的要求，其中应具备一个战略性的铁路网，一项新的征兵令，以及一套改进的参谋作业”。因此，他在日本取得的成就，比他在中国的同行汉纳根的成就要大得多。英格尔斯也比他的同行琅威理上校能够做出更大的成绩。
甚至在宣战以前的七月后期，日本人在朝鲜的成欢已向人们表现出这样的成就：它的“将军们知道怎样指挥作战，而军队的组织甚至在一个没有良好公路的国家中也能顺利地运转”。在整个战争期间，法国、英国和其他外国观察家一再赞许日本人精于战略和战术，赞扬他们有效能的训练、纪律、勇敢善战、集体主义精神，以及他们在运输、军粮供应和医药设施方面的突出表现。中国的战败还不仅仅是由于它的虚弱；日本则是靠它的力量打赢了这场战争。
8月份以后，日本在朝鲜的攻势进展神速。8月10日，日本舰队袭扰旅顺口和威海卫以掩护军队的运输；中国海军未能对挑战作出反应。仅仅一个多月日本军队就占领了重镇平壤（9月16日）：它只用了一天时间就拿下了这个重兵防守的要塞，把叶志超等人统率的淮军一举赶过了鸭绿江。就在第二天，日本舰队决定性地在鸭绿江口击败了中国舰队（见第二章）。这一胜利是伊东佑亨海军上将出色指挥的结果，其战果是摧毁了几艘中国舰只使日本人享有制海权，让日本人得以随意派兵登陆，并谋划特别大胆的作战计划。
在10月份，日本人向满洲长驱直入，在鸭绿江附近的九连城和凤凰城打败了中国人。11月初，他们攻陷了金州和严加设防的中国人阵地大连湾，在这里夺取了大量军需物资，其中包括621支枪、129门炮、三千三百万余发枪弹、约二百五十万发炮弹。大连的陷落大大地便利了日本人对貌似“不可攻破的”中国海军基地旅顺口的攻击行动，结果使旅顺口于1894年11月21日失守。这不仅使日本得到了东亚最优良的海军船坞，而且严重地瓦解了中国军队的士气，使北京陷于惊慌失措之中。
11月底和12月初，日本人在满洲攻占了几个重要据点，如复州、析木城和海城。1894年12月13日海城失守的后果特别严重。它不仅阻断了交通和分割了中国的军事力量，还使沈阳本身也成了易受攻击的目标。在后来的战斗阶段，清军三番五次地企图夺回海城，往往牺牲很重，但迄未得手。
1895年1月初日军占领盖平，使它的第一军和第二军的交通联络更形便利，也使日本控制了所有从辽东到中国的内陆和沿海通路。本月稍晚一些时候，日本人开始进攻山东，作为向北京作大钳形运动的一部分。他们在1月18日炮轰登州作牵制性进攻，两天以后侵入荣成，在半个月内经过几次恶战之后攻占了威海卫。用一位法国观察家的话说，威海卫之役提供了陆海军紧密协同作战的“引人注目的范例”。日本“显示了现代的陆战和海战的所有方法：对要塞实行猛袭；巧妙地操纵大炮和船只；〔还〕敢于发动鱼雷攻击，让港口塞满了被击沉的船只”。
威海卫的陷落对中国人是一个毁灭性的打击。所余北洋舰队的船只不是被击沉，就是被日本人俘获，海军提督丁汝昌和其他几位陆海军将领纷纷自裁。现在，从山东去北京的道路已经门户洞开，日本人可以长驱直入了。在中国人主动提出和平倡议期间，战事继续在山东和满洲两地进行。2月下半月，清军在宋庆（包括淮军的若干大分遣队在内）和其他将领的率领下，对海城进行了激烈的争夺战。虽然中国人与日本人的人数之比有时略超过二比一（约六万人对二万五千），日本人仍顽强地守住了城池，使对方伤亡惨重。中国人曾取得几次战术上的成就，但是迄未取得重大的胜利。
在3月份的头两个星期，日本地面部队在满洲拿下了牛庄、营口和田庄台。此后不久，日本人又开始侵犯台湾，3月25日攻占了澎湖岛。在签订马关条约的时候（1895年4月17日），日本作好了准备，要从南满和山东半岛对北京进行钳形进攻。虽然据说中国人已集结了十五万到二十万名军队在直隶北部，但他们不大可能守住北京。
中日战争从头至尾是一场十足的灾难。中国最有效的讨价还价筹码不是它所剩下的陆海军力量，而是一个日本狂热分子对李鸿章的伤害而使日本人感到的内疚。