朝鲜陆路多山，道路崎岖，进兵迟缓；而从北洋军队的大本营天津出发，由海路进军则非常快捷。所以，增援的路线采用了两条海路：一是由天津渡海，在鸭绿江口的大东沟登陆，再由陆路驰援平壤；另一路由天津登船，到牙山登陆，增援叶志超部。第一条路较为靠近本土，路程也短，所以比较安全；而第二条路，要经过日军重兵驻扎的仁川一带，虽然中日尚未开战，但也不可不防，所以决定租用英国商船运兵，并派军舰护航。

７月２１日，总兵卫汝贵率盛军六个营、提督马玉昆率毅军二千名，由大沽口乘船，到鸭绿江口的大东沟，登陆后直奔平壤。

同时，选派总兵江自康所部及天津练军共二千五百人，增援牙山叶志超部。雇用英轮高升、爱仁、飞鲸三船运兵，并从威海的北洋水师基地派济远、广乙二舰护航。考虑到牙山只有驳船３０只，每船一次只能渡兵３０人，进港７０里才能上岸，这样往返需要两天时间，如果三船同时到达牙山，则需要多日登陆，其间停留在海上的运兵船容易受到袭击，因此决定三船分批由塘沽出发：爱仁２１日下午开，飞鲸２２日傍晚开，高升２３日早晨开。三船载兵情况如下：

爱仁，载兵１０００名，长夫等１５０人，二十八生的大炮二门。飞鲸，载兵４００名，马夫、长夫、营帐等近３００人，马４７匹，另载四个营的粮饷、炮械、帐房等物资。高升，载兵９３５名，营哨官１６人，营务处、文案、军械、管帐、长夫等１６５人，另载山炮４门、七生的半炮４门。

２２日早晨，丁汝昌命济远、广乙、威远三舰由威海出发，护卫爱仁等运兵船到牙山。舰队以副将方伯谦为队长。本来，丁汝昌还准备率海军大队随后接应，但李鸿章来电否定了这个计划，所以海军大队没有出海。２３日，舰队抵达牙山。２４日早晨４时爱仁进港，６时驳船到达，军队开始登陆。７时许，仅用了一个小时，两营士兵及弹药器械全部登岸。８时，爱仁出牙山口返航。同日下午２时，飞鲸来到。因为飞鲸载有大量锱重，卸货较慢。到下午５时半，舰队得到报告：日韩已经开战，日本大队军舰第二天就到。方伯谦见事情紧急，考虑到威远是木船，行动迟缓，不能承受炮火，万一开战，白白损失一船，就令威远于当天９：１５先行离开牙山。到第二天（７月２５日）早晨４时，大部分兵马器械已登陆， 方伯谦不敢再耽搁，率济远、广乙返航。因为区区二舰决不是日本主力舰队的对手。

清军运兵船的出发时间，早有日本细作报知本国。日本自１８７２年开始向中国派间谍，逐年增加活动。到战争前夕，日本对于中国的各方面情况已了如指掌。比如，日本估计当时中国各省防军、练军的步、骑兵为３４９，７００人，这与清政府１８９８年统计的各省练、防军为３６０，０００人相差无几。日本绘制的东北、山东半岛、辽东半岛地图，精确到每个村、每条道路甚至水井。

７月２０日，日军大本营获得北洋军队将赴牙山的情报后，于７月２２日向联合舰队司令长官伊东佑亨下达秘密作战命令，令其到朝鲜海面伺机袭击。当天上午１１时，伊东召集 舰长会议，会上决定编队如下：

第一游击队：吉野（常备舰队旗舰）、秋津洲、浪速；第二游击队：葛城（西海舰队旗舰）、天龙、高雄、大和；本队：第一小队：松岛（联合舰队旗舰）、千代田、高千穗；第二小队：桥立、筑紫、严岛；鱼雷舰队：母舰：比睿；鱼雷艇：山鹰、七号艇、十二号艇、 十三号艇、二十二号艇、二十三号艇；护卫舰：爱宕、摩耶。

７月２３日上午１１时，日本联合舰队从佐世保港出发。第一游击队先发，次为本队，再次为第二游击队、鱼雷舰队、护卫舰等。舰队离港时，海军大臣乘船亲自为舰队送行。他的船上高挂“发扬帝国海军荣誉”的信号旗，第一游击队旗舰吉野答以“完全准备就绪”；联合舰队旗舰松岛答以“坚决发扬帝国海军荣誉”；第二游击队旗舰葛城答以“待我凯旋归 来”；护卫舰先头舰爱宕则答以“永远谨志不忘”。下午４：２０，舰队全部离港。

７月２５日早晨６时半，第一游击队吉野、浪速、秋津洲三舰到达牙山湾外丰岛西南。是日，晴朗无云，遥见丰岛方向有两舰喷烟而来，随即判断为军舰，常备舰队司令坪井航三下达了准备战斗的命令，以１５节的速度向目标接近。７：２０，看清迎面而来的是北洋水军的济远和广乙，坪井航三随即下达战斗命令。

再说济远和广乙。在威海临行前，广乙管带（相当舰长）林国祥请示丁汝昌：“若日船首先开炮，我等当如何应敌？”丁汝昌根据李鸿章“如倭先开炮，我不得不应”的指示精神，回答说：“两国既未言明开战，岂有冒昧从事之理？若果倭船首先开炮，尔等亦岂有束手待毙之理？纵兵回击可也。”２５日晨４时二舰起锚，鱼贯开出牙山口，７时，看见吉野、浪速、秋津洲三舰驶来，清军将领推断日本必定求战，即命令站炮位，准备御敌。

当时中日双方参战军舰情况如下：

舰名 排水量 马力 速度（节） 火炮（门） 乘员（人） 制地 下水年代

济远 2300 2800 15.0 23 202 德 1883

广乙 1030 2400 15.0 9 110 闽局 1890

吉野 4225 15968 22.5 34 385 英 1892

浪速 3709 7328 18.0 20 357 英 1885

秋津洲 3150 8400 19.0 32 311 英 1892

　 双方参战军舰主要炮火：

济远：２１公分克虏伯大炮２门、１２１５公分克虏伯大炮１门

广乙：１２公分克虏伯大炮３ 门

吉野：１５公分速射炮４门、１０１２公分速射炮８门

浪速：２６公分克虏伯大炮２门、５１５公分速射炮６门

秋津洲：１５公分速射炮４门、５１２公分速射炮６门

日军的优势实在太明显了。 下面是关键部分。中日之战，始于丰岛海战，中日两国历史学者均持此说。问题是，谁先开的第一炮？日本海军司令部《明治二十七八年海战史》的记载是：“七时五十二分，彼我相距约三千米之距离，济远首先向我开炮。旗舰吉野立即应战，以左舷炮向济远轰击。”史书多用７：５２开战说。而《济远航海日志》记载：“［７时］４５分，倭三舰同放真弹子，轰击我船，我船即刻还炮。”

速射炮的发射速度为克虏伯炮的５－１０倍。日舰炮火极猛，济远、广乙在弹雨中仍苦战不已。８时２０分，济远发出的１５公分炮弹，击中吉野右舷，击毁几艘舢板，又击穿钢板，损坏其发电机，再转入机器间，但炮弹没有爆炸，吉野幸免于沉没。事后日军拆开炮弹，发现里面没装炸药。浪速左舷尾也被济远击中，海图室被炸毁。

由于广乙排水量小、火力弱，在浪速和秋津洲的合击下受伤严重，炮击四十多分钟后，死伤已达七八十人。见难以支撑，转舵向东走避。浪速在一片欢呼声中尾追，被广乙回击一炮，弹穿浪速左舷钢甲板，将锚机击碎。坪井航三见广乙舰体已毁，命停止追击，而以三舰合击济远，广乙得以逃脱，但后来却撞入朝鲜西海岸搁浅，后自凿锅炉焚毁。

８时半，广乙驶离济远，而济远也有５７人死伤，更受三舰合攻，势难抵挡，便全速向西驶避。日舰在后猛追，济远见敌舰渐近，挂出白旗，然犹疾驶不已。浪速追到３０００米处时，以舰首炮猛击。济远在白旗之下又加挂日本海军旗，浪速挂出信号：“立即停轮，否则炮击！”两舰相距只有２７００米了，济远不得已发出停轮信号。浪速正要驶近，忽见高升、操江从旁驶过，又去命令停船，济远乘机全速驶离。后面的吉野则去追济远，两船航速相差近８节。１２时半，吉野追近至２０００米时，以右舷炮猛击。在此紧要关头，济远以１５公分尾炮还击，连发四炮：第一炮命中舵楼，第二炮命中船头，第三炮未中，第四炮命中船身要害处。吉野受伤，舰头立时低俯，不敢停留，转头驶离。

前面提到，高升是第三艘英国运兵船，按照前述计划从塘沽起航，而操江是北洋舰队的运输船，从威海出发，装载文件、武器和饷银前往牙山。驶近丰岛时两船不期而遇，于是同行。当时局势已如此紧张，而北洋海军仍派一运输船单独出海，实在是冒险。

两船驶近丰岛时，正遇上济远驶离。吉野去追击济远，秋津洲责令操江停船，浪速则命令高升停船。操江是一旧式木船，舰龄已有二十年，航速只有８节，船上５门旧炮火力甚弱，所以改为运输船。船上官兵，管带王永发以下共８２人。王永发见前面高升被拦住，知道事情不好，连忙转舵西驶。下午２时许，秋津洲逼近，挂出停驶信号，并发出１２公分炮弹以示警告。王永发见情况紧急，慌乱间六神无主，准备自尽，被船上丹麦籍职员劝住。王永发便挂起白旗，又加挂日本国旗表示投降。操江后被解往佐世保港，船上官兵在战后遣返回国，船上２０万两饷银、２０门大炮、步枪３０００支和大批弹药悉数为日方所得。

广乙搁浅，操江被俘，济远带伤驶回威海卫修整不题，再说高升。上午９时，浪速看见一悬挂英国旗的英国船驶来，断定船内必定有中国军队，于是命令停船，英国船长被迫停驶。１０点左右，浪速派代表乘一小艇登船，检查商船的执照。英国船长出示执照并提请日本人注意是英国商船，但日本代表不予理会，反问英国船长：“高升要跟浪速去，同意吗？”英国船长答道：“如果命令跟着走，我没有别的办法，只有抗议下服从。”于是日本代表回去后，浪速再次挂出信号：“立刻起锚或者斩断缆绳，随我前进！”英国船长正准备遵命，船上许多清军将士攘臂而起，全船骚动。船上清兵帮带高继善对大家说：“我辈同舟共命，不可为日兵辱！”他拔刀冲向船长大喝：“敢有降日本者，当污我刀！”大家齐声响应，一船鼎沸。因语言不通，高继善通过翻译告诉船长：“宁愿死，决不服从日本人的命 令！”船长则试图说服清军将士投降，于是船上展开了一场辩论：

船长：“抵抗是无用的，一颗炮弹就能在短时间内使船沉没。”帮带：“我们宁死不当俘虏！”船长：“请再考虑，投降实为上策。”帮带：“除非日本人我们同意退回大沽口， 否则拼死一战，决不投降！”船长：“倘使你们决计要打，外国船员必须离船。”

清兵不同意，把他看管起来，并看守了船上所有的吊艇，不准任何人离船。英国船长要求发信号请浪速再派人来，以便通知船上发生的情况。于是日本代表又乘小艇靠近高升轮。 翻译对日军代表说：“船长已失去自由，不能服从你们的命令，船上的士兵不许他这样做。”船长说：“请带信给舰长，说华人拒绝高升船当俘虏，坚持退回大沽口。”他还指出，高升是一艘英国商船，而且离开中国海港时尚未宣战；即使现在已经宣战，这个要求也是合理的。日本代表含糊其辞，驾艇回去了。

这时已经是１２时半，交涉已历经了三个小时。浪速挂出信号：“欧洲人立刻离船！”可是清兵不许放船，英国船长用信号告诉浪速：“不准我们离船，请再派一小船来。”浪速回答：“不能再派小船。”并向前开动，绕高升号一周，停在１５０米开外。下午１时，浪速突然发射一枚鱼雷，但没有命中，又用六门右舷炮轰击。十五六响后，高升开始下沉。船上官兵在炮火下用步枪还击，直至船身完全沉没。浪速对落水的士兵继续开炮射击。

高升沉没后，法舰利安门号从桅杆上救出４４人，德舰伊力达斯号救出１１８人，英舰播布斯号救出８７人；浪速在高升沉没后救起船长、大副和另外一名英国水手，同时俘获两名清军士兵；德国人、北洋水师总教习汉纳根自己游到了岸上；另有两名清军士兵游到附近孤岛上，四十余日后遇救。其余８７１名清军官兵及６２名中外船员全部遇难。

高升号被击沉的消息传出后，英国舆论大哗。英国驻日公使向日本外务省提出严重抗议，指出在中日两国尚未宣战的情况下，无故击沉中立国商船，是粗暴地违反国际法。陆奥接到报告后，怕引起英国干涉，连忙下令调查，并向英国方面赔礼道歉，同时优待英国船长、船员以博得好感。８月８日，日本复照英国外交大臣说：“我能给予英国政府关于我国政府之忠实希望及保证：一旦证明日本海军军官之行动是违约的，日本政府将尽力给予一切赔偿。”后来，随着日本在军事上的节节胜利，英国考虑“不欲多事，得罪强者”，又从利用日本抵制俄国的大方针出发，不愿为了一艘小小的商船引起冲突，所以渐渐地不再坚持赔款和道歉。后来上海的英国海事仲裁也做出了有利于日本的判决，认为日本军舰有权击沉高升轮，于是英、日两国达成谅解。其实，早在７月２３日，英国见日本发动战争决心已定，无法挽回，就向日本政府提出如下要求：“中国之上海为英国利益之中心，故欲日本政府承认不在该港及其附近为战争的运动。”意思就是说，只要不在上海及附近发动战争，英国就不会干涉了。

丰岛海战打响的当天，日本陆军混成旅一部约四千人，也由汉城出发，进攻牙山清军。牙山清军本来只有二千多人，２４日援军登陆后，总兵力达到３８８０人。但牙山地势不利于防守，故分出一队二千人，由太原总兵聂士成率领，进驻东北２０公里处的成欢布防。 ２９日凌晨，南下日军在安城渡遭到前沿清军的伏击，伤亡颇重。但由于日军人数众多，激战二小时终于突破前沿，清晨５时开始进攻在成欢的主防线。日军看到聂士成将炮兵主力布置在左翼，而右翼阵地未配备大炮，兵力薄弱，于是以一队佯攻清军左翼，而集中八门大炮猛攻右翼。双方激战二小时，清军右翼失守。日军两路夹攻，聂士成终于不支，率众突围，向南与叶志超部会合。聂、叶合军后，考虑到牙山不利防守，乃主动退出，并准备在当夜偷袭日营。哪知日军早已料到清军在牙山驻守多日，大量锱重不可能走远，便命令戒备。果然当清军夜袭时，日军早有防备，清军受挫而败退，丢下大量武器弹药。聂、叶主力绕道朝鲜东海岸，行程两千多里，历时二十多天到达平壤，与左保贵、马玉昆、卫汝贵诸军会合。

成欢、牙山之战清军共伤亡二百多人，日军伤亡八十多人。战斗规模不大，但影响不小。因为此后朝鲜南部全部为日军控制，并切断了中国到达朝鲜西海岸的航道，日军可以专心北顾，解除了来自海上和南部的后顾之忧。陆奥宗光说：“牙山战捷的结果，汉城附近已无中国军队的踪影，朝鲜政府完全掌握在我帝国之手中等喜讯，立时传遍全国。从前那些应否以强硬手段迫使朝鲜改革，以及高谈我军先攻中国军队的得失等议论，已被全国城乡到处飘扬的太阳旗和庆祝帝国胜利的欢呼所淹没。”８月５日，进攻牙山的混成旅团返回汉城，大鸟圭介在汉城南郊扎凯旋门，举行盛大的欢迎仪式。混成旅团经过凯旋门时，打出一面白旗，上写“成欢之战利品”和“清兵大败之证”两行大字。而叶志超却向李鸿章报捷，谎言清军以寡敌众，毙敌２０００余人。