次日上午九时，程璧光再乘镇边炮舰持伪造的丁汝昌复信到日本舰队，诡称丁汝昌昨夜写完复信后自杀，复信请求日本接受舰船及军品日期能够延迟五天，因为有许多事情要安排。伊东复信同意，要求中方派员于下午六时前到旗舰上详商细节。
《日清战争实记》较为详细地记述了牛昶昞、程璧光到日本舰队谈判的情形：
午后四时过后，牛昶昞与程壁光一起来到我旗舰上。牛昶昞是河南人，二品顶戴，北洋候选道，是相当的高官，当年五十七岁，鼻下蓄白髯，不胖不瘦，中等身材，颇具长者风度。此日着用绒布制作的中国式服装，穿缎子坎肩，眼边透红色，可见数日来之疲劳。程璧光是广丙号舰长，举止非常活跃，善于说英语，着少佐服装，佩带长剑。在旗舰上，先招待二人于一个房间里，然后伊东司令长官与之见面。牛昶昞对伊东司令长官说：丁提督临死，把后事全委托给了马格禄，因此，提督死后，刘公岛和威海卫的陆海军全靠马格禄指挥。但是，阁下已经明示来者必须是中国人，丁提督的下面就是小官，所以我来了。小官地位低下，而且不善于应酬，请阁下多多关照，务使谈判有一个顺利的结局。
牛、程两人基本同意日军提出的条件。正月二十日午后，两人再到松岛舰上，缴出威海卫清军海陆投降军官及洋员名册和兵勇军属统计表。计投降官兵陆军二千零四十人，海军三千零八十四人，合计五千一百二十四人。当夜，牛昶昞与伊东祐亨签订投降条约，岛上所有军械、舰船归日本人，军事人员限期登岸，百姓或留或去可自便，自杀或战死的军官灵柩乘康济舰离开，日军要给予礼遇。
正月二十三日（1895年2月17日）上午十时三十分，日本联合舰队正式占领了威海卫港，并举行“捕获式”，将威海卫港内北洋舰队残余舰船镇远、济远、平远、广丙、镇东、镇西、镇南、镇北、镇中、镇边全部俘虏，扯下中国军旗，升起日本旗。
当天午后四时，康济舰载运丁汝昌、刘步蟾、杨用霖、戴宗骞、张文宣等人的灵柩出港，日本联合舰队降下半旗，鸣响礼饱，为康济舰送行。康济舰在潇潇春雨之中，汽笛哀鸣，凄然离港。
真是祸不单行，北洋舰队全军覆没的消息传到京城时，辽东的战事也是一败涂地，翁同龢力主起用的刘坤一、吴大瀓、魏光焘等，也未能挽救败局。
钦差大臣、前线统帅刘坤一年老多病，并嗜鸦片，借口亲兵未到，坐镇山海关而不赴前敌指挥。而日军在山东攻打威海的同时，侵入辽宁的第一军六千余人孤军深入占领了海城。当时海城周边聚集了两将军（吉林将军长顺、黑龙江将军依克唐阿）、一提督（宋庆）、一巡抚（吴大澂）、一藩司（魏光焘）所部共一百余营，六万余人。然而，他们一个多月间发起五次进攻，竟然不能攻克几近弹尽粮绝的海城。除了徐邦道、李光久两军尚能力战外，依克唐阿、长顺两军历经三次失败，根本未真正进攻，只是远距离放炮，而吴大澂闹的笑话更多。
自请参战的吴巡抚本是一介文人，写得一手好篆书。他眼睛近视，需要戴近视镜才能看得清楚，但枪法却不赖，百步外能百发百中。这一长处让他自己也觉得“虽古今名将不如也”。但他实在没有带兵经验，出关后天天招引算命、风鉴诸色人等互相附会，算计哪一天能克敌制胜，进位宰辅。到田庄台后，他不到前线了解敌情，全凭汇报处理战事，把所有军务都交给他的门生、志大才疏的户部主事晏安澜。而且他不知彼不知己，让人送给日军一封信，吹嘘自己“本大臣讲究枪炮准头十五六年，所率堂堂之阵，正正之旗，能进不能退，能胜不能败，若与本大臣接战三次，胜负不难立见，迨至该兵三战三北之时，本大臣自有七纵七擒之计。悯尔辈虽生岛国，性命则同，因而本大臣于战场立免死牌数面，尔等走跪牌前，即不加刃，事定送还本国。”他派人张贴投诚免死告示，又令人多制白旗，均写吴字，将旗偷插山上，他说日军一看到他的旗子就会吓跑。
随着山东战事的步步顺利，辽东的日军大受鼓舞，第一军司令官野津道贯向大本营提出了“辽河平原扫**作战”方案，第三师团从凤凰城、九连城踏雪西进，与海城日军会合，并迅速占领了海城东北方向的鞍山、西南的牛庄，海城之围破解，然后挥师南下，营口、田庄等先后陷落。尤其是吴大澂不战而弃的田庄台，是扼守辽河下游的水陆要津，一个相当繁华的集镇，在日军疯狂烧杀抢掠下，几被夷为废墟。宋庆退走双台子，吴大澂仓皇退往锦州。北自鞍山、海城，南到大连、旅顺，西至牛庄、营口、田庄台大片领土尽被日军占领。
如果山东的日军北上天津，辽东的日军南下山海关，京城两面受敌，该派谁去御敌？光绪帝召见军机，说到这个严峻的话题时，无人能接茬。恭亲王如今在军机中地位最尊，他不能不开口，但他开口就把球踢给了翁同龢：“皇上，派谁去御敌，可问翁同龢还有无合适的人选。”
最近，复出后一直低调的恭亲王，对翁同龢的不满已经溢于言表。
翁同龢十分窘迫，嗫嚅半天后道：“臣实在没有人选。”
恭亲王不满道：“如今战不能胜，和又不能和，到底该怎么办，今天必须拿出个主意，不然后果实在难料。”
向来敢冒天下之大不韪、主张和议的孙毓汶今天却一句话不说，直拿眼睛瞟翁同龢，一副看笑话的神情。
翁同龢索性撂挑子道：“战不能胜，就只能议和。日本人不是想让李鸿章去议和吗？那就派他为全权大臣好了。”
“李鸿章已经被摘了花翎，剥了黄马褂，又被骂得里外不是人，他哪里有资格去议和？恐怕要劳驾六爷了。”孙毓汶这时说话了。
日本人曾经暗示，如果派恭亲王或李鸿章议和最好。但恭亲王贵为懿亲，如何能够远渡重洋去议和？孙毓汶不是不知，这样说，还是要翁同龢难看。
“这好说，那就恢复了李鸿章的翎顶马褂。”光绪帝出面为老师找了台阶。
等大家鱼贯退出养心殿，孙毓汶故意叹息道：“从前李少荃被骂得狗屁不是，现在又让他去当尊贵无比的全权大臣，这上谕不好起草啊，我看就别难为那帮章京们了，翁师傅辛苦辛苦算了。”
翁同龢与李鸿藻一同回到军机处，一进门就老泪纵横，颤抖着双手问道：“兰翁，外敌入侵，我力主抗敌，难道有错吗？他们为什么这样作践我！淮军湘军都不争气，怎么能怪到我们头上？这是什么道理，难道我们都该当秦桧、张邦昌之流他们才满意吗？”
李鸿藻最近主战的兴头不那么热了，原因是他听了下人的一句话。他家中下人们，也分成了主和主战两派。有一天，他听到主和的下人道：“主战当然没错，可是你得拳头硬。拳头不硬，却到处放狠话，不是自己找揍吗？”
这话对李鸿藻刺激很大。尤其是起用湘军后依然不能挽救局势，他不能不冷静思考。军队统帅不愿战，军队亦无战斗力，而不知兵的人却一再主战，这是不是于国于社稷不负责任？一想到这一点，他就暗自心惊。因此，他今天没有附和翁同龢指责前线将士，而是平静地说道：“叔平，局势如此，不得不然。”
光绪二十一年正月十九日奉上谕：
前派张荫桓、邵友濂为全权大臣前往日本会议条款。讵日本意存延宕，借敕书有请旨之语，谓非十足全权，不与开议，送回长崎。迨令田贝再询，乃又答云：无论何时可以再行开商和议，总须中国改派从前能办大事、位望甚尊、声名素著之员，给予十足责任，仍可开办等语。李鸿章勋绩久著，熟悉中外交涉，为外洋各国所共倾服。今日本来文，隐有所指。李鸿章着赏还翎顶，开复革留处分，并赏还黄马褂，作为头等全权大臣，与日本商议和约。直隶总督兼北洋大臣，着王文韶署理。李鸿章着速来京请训，切毋刻迟。一切筹办事宜，均于召对时详细面陈。该大臣当念时局阽危，既受逾格之恩，宜尽匪躬之义。谅不至别存顾虑，稍涉迟回也。起程日期并着即行电闻，以纾廑注。将此由六百里谕令知之。钦此。遵旨寄信前来。
“父亲不能去。当初您不愿打仗，他们非逼着打。如果当初他们听您的，最多失去藩属国朝鲜，如今日本人战事顺利，恐怕狮子大张口。这时候议和，谈何容易？”李经方不同意。
“总要有个了局，越拖只会越坏。”李鸿章的心思还是在大局上。
李经方一副事不关己的样子：“坏就坏去，反正湘军他们也起用了，总不能再一味责备淮军无能。”
李鸿章摇了摇头道：“这只能当赌气话说说罢了。我办了二十多年的外交，此次和议，恐怕想脱也脱不了。”
李经方心中十分不满：“从前签约，父亲已经招了太多骂名。这次议和条件恐怕更苛刻，您又何必再招人骂。翁师傅一直在唱高调，不如让他去与日本人周旋，看国人骂不骂他。”
“到时候我自然要将他一军，不过招骂名的事他是不会去的。要让他去办理，恐怕丧权辱国更甚，他哪里会谈判？”李鸿章想了想又说，“就算他去，也许骂名还是让我来背。他会说，是因为我们仗没打好才谈不好。”
李鸿章手头要办的事情很多，北洋、直隶事务要交代，军务要部署，还要为东行议和做准备。他上奏朝廷由袁世凯代替周馥办理前敌粮台，周馥则立即回天津商办事情。又致电刚回到上海的张荫桓，让他帮忙代聘熟悉国际公法条约而有智略文笔者襄助。张荫桓很快回电报，建议聘请美国人科士达作为法律顾问。
科士达是律师出身，曾任过美国驻西班牙、墨西哥、俄国公使。张荫桓出使美国时，曾经聘他为公使馆法律顾问，两年前又任过美国国务卿。张荫桓评价科士达“人极公正，熟谙各国条例”，因此极力向李鸿章推荐。科士达开出的月薪相当高，每月三万两白银。张荫桓还建议李经方可以作为议和人员，因为他出使过日本，精通英文、日文，伊藤博文对他印象也很好。再有一个是江苏候补道徐寿朋，讲求公法条约，对邵友濂十分巴结，邵友濂建议就近调用。李鸿章一概接受。
等忙完这一切要务，已是正月二十五，与王文韶办完交接，立即起程赴京。两天到就，第二天一早，李鸿章就和军机大臣们一起觐见。几天前，美国驻华公使田贝已经向总署转交日本人的议和要求，朝鲜要独立，要赔偿军费，还要割让土地。派出的全权大臣，必须有让地之权，否则连去也不要去。
李鸿章知道割地与卖国无异，定会留下骂名，因此他早就有了主意，割地之权非由其他人说出，并由朝廷授予，否则宁愿不去日本。
光绪帝憎恨李鸿章的淮军一败再败，但如今又不能不依靠他去议和，而且李鸿章时年已经七十三岁，作万里之行，也实在不容易，因此语气相当温和。问了直隶可否安定，路上可否顺利，话题立即转到议和上。
翁同龢在一旁叫道：“赔款由户部千方百计筹划，也是臣等职责所在。哪怕就是多赔点款，也不能割地给倭寇。”