面对这一局势，8月1日，清政府光绪皇帝被迫下诏对日宣战。水印广告测试水印广告测试宣战诏书揭露了日本蓄意发动侵略战争的种种挑衅事实，指出：清政府根据朝鲜政府请求，按保护属国旧例，派兵赴朝戡定
“变乱”，
“及倭人无故派兵，突入汉城，嗣又派兵万余，迫令朝鲜更改国政，种种要挟，难以理喻。。。。。。各国公论，皆以日本师出无名，不合情理，劝令撤兵，和平商办。乃竟悍然不顾，迄无成说，反更继续增兵。朝鲜百姓及中国商民，日加惊扰，是以增兵前往保护。讵行至中途，突有倭船多只，乘我不备，在牙山口外海面，开炮轰击，伤我运船。变诈情形，殊非意料所及。该国不遵条约，不守公法。。。。。。无理已极，势难再予姑容”。
诏书谕令李鸿章
“严饬派出各军，迅速进剿”。并令沿海各将军、督抚及统兵大臣，整顿军备，遇有日军船舰挑衅，
“即行迎头痛击，悉数歼除。毋得稍有退缩，致干罪戾”。同一天，日本明治天皇也下诏对中国正式宣战。
但日本政府的宣战诏书，极尽颠倒黑白，歪曲事实之能事，明明是擅派大军入朝后进行肆无忌惮的武装侵略，却硬说成是
“出兵备变，更使朝鲜永免祸乱，得保将来治安”，本来是用突然袭击的卑鄙手段，挑起丰岛海战，却倒打一耙，说是清军
“要击我舰于黄海，狂妄已极”。并宣称这场战争系维护东洋之和平，如此等等。
8月1日，中日两国同时宣战，标志着中日甲午战争正式爆发。这时，在牙山成欢失利而突围的叶志超、聂士成率残部奔行千余公里，于8月22日到达平壤，与先期到达的盛字军记名提督总兵卫汝贵统带、毅字军总兵马玉昆、奉军记名提督左宝贵、奉天练军盛字营丰升阿统带四路清军会合。
25日，清政府竟任命败军之将、谎报牙山一役胜捷的叶志超为入朝清兵总指挥。
叶志超本应率兵积极设防，保卫平壤，但他却提出了一个俟兵齐秋收后合力前进
“的消极用兵计划，致使清朝大军处于被动受敌的局面，而此时的日本政府正迅速向朝鲜增兵。9月13日，叶志超见日军兵临城下，便仓促分区设防。14日，日军完成了对平壤的合围。叶志超在军事会议上以兵力单薄、弹药不足和地形不熟为由，提出了避开日军，弃平壤退致鸭绿江再图反击的方案，但被奉军统领、高州镇总兵左宝贵坚决否定。15日凌晨，日军分四路向平壤发起总攻，清军各部顽强抵抗，多次击退进攻的日军。左宝贵在牡丹亭、玄武门率奉军抵抗，英勇迎击七千余众的日军，战斗最为激烈。在日军炮火的猛烈轰击下，清兵伤亡较大，牡丹亭失守，退守玄武门的左宝贵知大势难挽，下决心以身殉国，在城上，他不避飞来的枪弹，指挥还击，并亲自点燃大炮，向敌军轰击，不幸先后被击中肋下、左额和左胸而壮烈牺牲。左宝贵之死是甲午中日战争中，清军高级将领牺牲战场，为国捐躯的第一人。玄武门被日军攻占及左宝贵的牺牲，使叶志超骇惧万分，他不与众将领商议，也不顾原驻旅顺口的毅字军总兵马玉昆的反对，下令在城头挂起白旗，然后弃城率兵连夜冒雨向鸭绿江方向溃退，结果遭到日军的伏击，使清军付出了被杀一千五百余人和被俘六百八十余人的惨痛代价。平壤失陷后，清军急行500公里，于9月21日渡过鸭绿江，全部退回到中国境内。至此，日军占领了整个朝鲜半岛。