玄武门为日军的主攻方向，因此集中了优势兵力，由立见尚文少将的第十旅团（又称朔宁支队）和佐藤正大佐的第十八联队（又称元山支队）担任主攻。高州镇总兵左宝贵登玄武门指挥，激战中，左宝贵中炮牺牲，其部下三位营官先后阵亡，午后二时玄武门被日军攻陷。日军向城内推进，遭到清军的奋力抵抗，只得退守玄武门。
在城西南战场，野津道贯亲率日本第五师团本队，于晨七时从平壤西南用炮火掩护步兵冲锋，清军马队进行反击。至中午，野津道贯见难以得手，下令暂停攻击，退回驻地。此时，军总统（总指挥）叶志超在战局胶着的情况下，于午后四时树白旗停止抵抗，并下令全军撤退，日本便在清兵的退路上设下埋伏。当天雨夜，撤退的清军中伏，阵脚大乱，死亡2000人，被俘500余人。平壤之战以清军大败告终。以后6天中，清军狂奔五百里，一路逃至鸭绿江边，于21日渡鸭绿江回国。日军一路高歌猛进，占领朝鲜全境。
黄海海战发生于1894年9月17日，即平壤陷落的第三天，日本联合舰队在鸭绿江口大东沟附近的黄海海面挑起—场激烈的海战，这是甲午战争中继丰岛海战后第二次海战，也是中日双方海军一次主力决战。9月15日上午，北洋水师护送4000余名入朝援军到朝鲜。返航后在鸭绿江口大东沟（今辽宁东港市）遭遇日军阻截，战斗由此爆发。日本海军在大同江外海面投入战斗军舰则有12艘，包括其全都精华，中午开战后，北洋舰队重创日本比叡、赤城、西京丸号诸舰，但北洋舰队中扬威、超勇二舰亦受重创。
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