12月5日，聂士成又精选将士千余人进攻分水岭，“分作三队，进伏分水岭旁，突出奋击。敌军不支，弃岭而逃”，聂部乘胜追击到草河口。12月9日，聂士成部联合依克唐阿部，在金家河大破日军，击毙敌人百余名，收复了草河口。此后，聂士成利用天寒气候，依托有利地形，在固守阵地的同时，不断派兵游击。日军最后被迫退回凤凰城。聂士成率领东路大军，在凤凰城的外围构筑工事，将防线不断前移，准备等待时机，一举收复凤凰城。
聂士成的东路虽然取胜，但另一路清军却被日军打得大败，岫岩、海城等地接连失守，清军一直退到关内。光绪皇帝震怒，从全国各处，调兵遣将，前往关外作战。光绪皇帝在朝堂上说道：“辽东半岛，乃我大清的发祥之地，如果辽东不保，则龙脉尽矣。”清政府多数重臣也上了奏折，要求从全国调兵遣将，将日军从辽东赶回鸭绿江，确保辽东安全。
李鸿章在分析了清军与日军的形式以后，认为，日军兵锋正盛，将日军赶出辽东半岛，非一日之功，并且，辽东至京师，有山海关天险，只要派重兵驻守山海关，日军并不能破。如果把大批的军队调往辽东，则京师一带必然空虚，若是日军从海上经渤海向天津进攻，则京师危矣。李鸿章又说明，从一八四0年以来，列强往往是从海面上攻破清军防线，所以，此役，也要防日军从海上进攻京师。北洋海军覆没以后，清朝的海防，形同虚设，要防日军乘船从渤海湾，进占天津，从而威胁京师的安全。
光绪皇帝不从，认为辽东是大清的发祥之地，如果辽东不保，则大清必亡矣。于是将情况报告给了慈禧太后。慈禧太后召开皇室御前会议，大部份皇室成员，赞同了光绪皇帝的意见。于是清政府调两江总督刘坤一为钦差大臣督办东征军务，授以指挥关内外军事的全权，并任命湖南巡抚吴大澄和宋庆为帮办，督统军马，向辽东进军。从1895年1月17日开始，清军集结了六万兵力，先后四次发动收复海城之战，海城是连结营口到奉天的必经之地。攻战海城，可以将日军切成两段，同时确保奉天的安全。日军在海城布有重兵防守。清军从各地调来，各营之间，缺少配合，刘坤一虽然为总指挥，但各地清军，号令不一，导致指挥不畅。在一个月内，清军六万余人，分别对海城进行了四次进攻，每一次都无功而返，同年2月28日，日军援兵至，从营口三面出击。3月4日攻占牛庄，7日不战而取营口，9日又攻陷田庄台。仅十天时间，清朝百余营六万多大军便从辽河东岸全线溃退。