自從南北幫炮台被日軍占領後，威海港每天都處於日軍水陸夾攻之下。
然而，日軍想攻占威海卻非易事。劉公島周長約二十裏，周圍海岸百分之八十以上為懸崖峭壁，附近海麵礁石星羅棋布，地扼要衝，易守難攻。劉公島上建有旗頂山、迎門洞、公所後、南嘴四座炮台，此外，東口有東泓炮台、日島炮台，西口有黃島炮台，東西兩口布有水雷，水雷後又以鐵鏈木棑封口。日軍連續進攻兩天，北洋艦隊與陸路炮台互相配合，擊傷日艦“築紫”“葛城”。
日軍強攻不成，改變戰術，晚上派魚雷艇偷襲。出發前，將各艇煙囪上所塗白線以灰布遮蔽，以免暴露目標。夜裏北洋艦隊也未放鬆警戒，探照燈連續向港口照射。但燈光反而使日艇得以看清北洋艦隊哨艇及軍艦所在位置，便利了敵方魚雷艇運動。十艘魚雷艇乘夜色進入港內，北洋艦隊立即還擊，擊傷五艘魚雷艇，但定遠艦卻中魚雷，轟然一聲巨響，艦體劇烈震**。丁汝昌急令關閉防水密門，但為時已遲。海水洶湧從升降口噴出，艦體很快開始傾斜。丁汝昌知道艦已不能久浮，於是東駛至劉公島南岸淺灘擱淺，隻能當炮台使用。
此後日軍繼續采取偷襲戰術，先後擊沉了“來遠”號裝甲巡洋艦以及“威遠”號練習艦、“寶筏”號輔助船。北洋艦隊能夠作戰的隻有靖遠、濟遠、平遠、廣丙四艦及鎮字係列炮艇。
連日偷襲已使北洋海軍主力艦隻幾乎消耗殆盡，日本聯合艦隊出動二十三艘軍艦，在南幫炮台炮火配合下大舉強攻威海灣，丁汝昌親率“靖遠”等軍艦進行頑強抵禦。日艦依然無法攻進威海港，但日島火炮和彈藥庫被日軍炮火擊毀，形勢更加不利。
乘戰鬥間隙，丁汝昌給劉含芳寫信告急：“昌等現唯力籌死守，糧食雖可敷一月，唯子藥不充，斷難持久。求速將以上情形飛電各帥，切懇速飭各路援兵，星夜前來解此危困，以救水陸百姓十萬人生命，昌等感大德矣。”威海已經不通電報，他派水手教習李讚元攜帶密信乘坐“利順”輪船，由北洋海軍魚雷艇隊護衛衝出威海灣前往煙台。魚雷艇管帶王平向丁汝昌請戰，願率大小魚雷艇十三艘全部出港，不但要掩護“利順”號，還要前往襲擊敵艦。丁汝昌答應了王平的要求。誰也沒有想到，王平率魚雷艇衝出威海港，立即棄“利順”不顧，倉皇逃向煙台。日軍幾艘巡洋艦立即追趕，結果，除王平的魚雷艇逃到煙台外，其餘艦艇不是被擊沉就是被俘獲。