光緒皇帝接到臺灣巡撫邵友濂急電加強臺灣及東南沿海各省的海防。李經方從日本帶回日本取得牙山大捷的消息，而李鴻章卻接到葉志超已進入平壤順利會師的捷報。他要葉志超固守平壤兩個月。日本決定冒險一搏，天皇簽署了軍令，向國民緊急募集五千萬日元公債。 日軍因糧草將盡，向平壤發起最后的猛攻，葉志超棄城逃跑，左寶貴率部死守，直至戰死。此役清軍傷亡慘重，日軍則繳獲大量軍用物資和糧草。北洋艦隊返回旅順港途中與日本艦隊相遇，經過幾小時生死較量，北洋水師的五艘軍艦被擊沉，鄧世昌等七百多名北洋水師官兵壯烈殉國！而伊東佑亨對此戰果卻并不滿足。 李鴻章得知敗仗消息后十分悲憤。方伯謙在海戰中臨陣脫逃，被丁汝昌就地正法。 光緒皇帝下旨撫恤陣亡將士。翁同和參劾李鴻章欺君，告訴光緒帝大東溝一役實際上是大敗仗，并稱李鴻章匆忙去旅順港是為了替丁汝昌掩蓋敗績。丁汝昌殺方伯謙也是為怕走漏戰敗的風聲，光緒聞之大怒。