1894年2月，朝鲜发生由全琫准领导的东学道起义席卷全国，并于5月31日占领全州城。朝鲜政府无力镇压，请求清政府支援。日本得知朝鲜爆发起义的消息，感到机会已到。日本设想，只要中国出兵朝鲜，日本就有理由出兵朝鲜，向中国挑衅。日本经过周密安排，采取了行动。李鸿章因与日本已经达成协议，中国出兵朝鲜必须通知日本，他担心日本会借机生事，如若造成新的中日矛盾，那局面就不好收拾了。日本已经把握李鸿章的脉象，于是派人对袁世凯展开了花言巧语的迷惑攻势。
日本派出的是驻朝鲜使馆的译员郑永邦。谈及中国是否派兵朝鲜问题时，袁世凯趁机打探日本对此事的态度，他表示中国希望朝鲜自己解决内部问题。郑永邦则日本支持中国派兵入潮。日本接着派出和袁世凯私交较好的日本驻朝鲜代理公使杉村俊，对袁世凯表示，日本只是关注和朝鲜通商，对其他事务并不关心。袁世凯听到这里，心中大喜，自以为摸透了日本的真正用心，于是电告李鸿章，要求李鸿章发兵。
在外交上一向精明谨慎的李鸿章，此次错误地听信了袁世凯的话。他以为，凭袁世凯的智力是能判断出日本人的真正意图的。与此同时，李鸿章还通过驻日公使汪凤藻的渠道得知，目前日本政府和议会正在闹不和，无心、无力于对外。这样，李鸿章终于决定发兵了。
6月5日，李鸿章命令直隶提督叶志超和太原镇总兵聂士成带领陆军1500名赶往朝鲜，驻扎在牙山。到12日，清军驻扎在朝鲜的兵力共有2000余人。6月7日，中国照会日本出兵情况。就在李鸿章还在犹豫是否发兵之时，日本首相伊藤博文早已部署日军开赴朝鲜的兵力。6月10日，日本驻朝公使圭介带领的400名海军陆战队员已经赶到朝鲜汉城。日本在照会中国的同时，日本陆军已经开始出发前往仁川。到16日，日本在朝鲜的兵力已经达到4500人，并且控制了朝鲜的军事要地。
李鸿章得知日本派兵朝鲜之后，无奈地承认自己上了当。他对日本解释说，中国只是为了援助朝鲜镇压东学道起义。他希望日本不要驻兵太多，不要进入朝鲜内地。日本在给中国的照会中断然否认朝鲜是中国的藩属国，李鸿章对此表示强烈的抗议。朝鲜国王李熙看到眼前的局势，希望中国先撤兵，按照《天津条约》规定，日本随之也应撤兵，这样朝鲜的困境就解决了。如果日本不同意撤兵，可以请列强出面干涉。李鸿章担心中国撤兵之后，日本还会对朝鲜有所行动，中国必须留下部分兵力。而日本却担心如果清兵全部撤走，它就失去了向中国挑衅的理由。双方各怀心事，李鸿章分明处于被动境地。与此同时，清廷正在忙于为慈禧太后操办60大寿。这场从年初就开始筹备的祝寿盛典，花去了大清国很多白花花的银两，等待祝寿的慈禧太后根本无心于对外的战事。其时，已经亲政的光绪帝，对于大权独揽的慈禧早已心存不满，他在一些大臣的劝说下，有意革新朝政。随着帝后之争的日益激化，作为朝中重臣的李鸿章自然成为了双方争夺拉拢的对象。
趁着这次花甲寿辰之际，精明狡狯的慈禧太后对百官赏赐有加，李鸿章则被特别赏赐三眼花翎。他的恩师曾国藩生前也没有得到过如此恩宠，一时引来廷臣疆吏的啧啧之声，也引起了帝党的严重不满。因为，光绪帝是支持李鸿章出兵朝鲜的。在这样的背景之下，李鸿章对于朝鲜问题只能采取比较温和的态度。他既要在两个派别之间保持平衡，又深知慈禧不愿意打仗的心思，更晓得慈禧手段的厉害。李鸿章亲后而不反帝，小心翼翼，不敢有任何过激的言行。
当时朝鲜的内乱已经平息，日本为不撤兵制造新的理由，提出朝鲜发生内乱是由内部管理腐朽导致的，必须进行内政改革，中国和日本要联合起来帮助管理朝鲜的内政事务。如果中国不同意，日本就要动用武力逼迫朝鲜独立，以利日后的改革。李鸿章则表示，朝鲜是主权独立的国家，中国和日本都无权干涉朝鲜内政。双方应该按照《天津条约》的规定，首先各自撤兵。日本则蛮横地提出，日本不撤兵是在做防范工作。李鸿章对此毫无办法，只得提出对日本毫无约束力的所谓国际调停之请求。李鸿章利用了俄国和英国之间的矛盾，希望他们能够互相牵制，遏制日本的野心。李鸿章进行了很多工作，但是国际调停最后以失败告终。
从“甲申事变”到中日甲午战争爆发之前的十年里，日本的经济迅猛发展，军事力量空前强大，并一直向国民灌输军国主义思想。而清政府内部却因为主和还是主战闹的不可开交，根本谈不上一致对外。所以在战争一开始，中国就处于弱势。中国虽然军队众多，但是由于幅员辽阔，兵力分散在各省。一旦开战，真正能够调动起来的兵力只有沿海的防军和直隶一带的绿营。从外地调兵所耗费的庞大的军费开支是清廷无法承受的，何况慈禧太后更热衷于把军费用在建设颐和园和举办生日庆典上。
李鸿章担忧的事情很多：“北洋铁快各舰堪备海战者只有八艘”，“历考西洋海军规制，但以船之新旧，炮之大小迟速分强弱”。北洋海军无论数量质量，都比日本逊一筹。沿海陆军“分布直东奉三省海口把守炮台合计二万人”，此外“备畿辅游击策应之师”20营，以每营500人计，共约三万人，而“现在倭兵备调者实有五万”。作为一方统帅，李鸿章对于这场战役是没有把握打胜的。调停失败之后，中国开始备战。但李鸿章采取的却是被动等待的策略，即等着日本人主动挑衅。而狡猾的袁世凯见势不妙，向李鸿章称病逃离朝鲜。
7月19日，日本召开会议，决定正式对中国开战。7月23日，日本兵冲进朝鲜王宫，掠走国王李熙和王妃，扶大院君李罡应为王，并宣告废除朝鲜和中国签订的一切条约。 李鸿章匆忙派兵赴朝，并借用了英国船只运兵。李鸿章以为有英国的船只在，日本人不敢轻易下手。可是，李鸿章在日本问题上的判断，总是一误再误。
1894年7月25日，清“济远”和“广乙”两船从牙山回旅顺，遇见日本三艘巡洋舰。日舰公然向中国船只开炮，拉开了中日甲午海战的序幕。紧接着，双方在丰岛海面开战。同一天，日本陆军袭击了牙山。8月1日，中日双方宣战。在开战之前，李鸿章还在做着最后的努力，希望能够借助列强的干涉来制止这场战争，但是列强对中日之间的这场战争都持观望的态度。他们想从这场战争中看出中日两国的真正实力，好决定他们以后的对华和对日政策。李鸿章的希望落空了。
光绪帝马上命令李鸿章作这次战争的总指挥，这时李鸿章已经是72岁高龄了。虽然此次出征已不同于当年威风凛凛的淮军统师气度，但李鸿章抱着忠君报国的使命，还是不无自信地接下了这一艰巨任务。