自从南北帮炮台被日军占领后，威海港每天都处于日军水陆夹攻之下。
然而，日军想攻占威海却非易事。刘公岛周长约二十里，周围海岸百分之八十以上为悬崖峭壁，附近海面礁石星罗棋布，地扼要冲，易守难攻。刘公岛上建有旗顶山、迎门洞、公所后、南嘴四座炮台，此外，东口有东泓炮台、日岛炮台，西口有黄岛炮台，东西两口布有水雷，水雷后又以铁链木棑封口。日军连续进攻两天，北洋舰队与陆路炮台互相配合，击伤日舰“筑紫”“葛城”。
日军强攻不成，改变战术，晚上派鱼雷艇偷袭。出发前，将各艇烟囱上所涂白线以灰布遮蔽，以免暴露目标。夜里北洋舰队也未放松警戒，探照灯连续向港口照射。但灯光反而使日艇得以看清北洋舰队哨艇及军舰所在位置，便利了敌方鱼雷艇运动。十艘鱼雷艇乘夜色进入港内，北洋舰队立即还击，击伤五艘鱼雷艇，但定远舰却中鱼雷，轰然一声巨响，舰体剧烈震**。丁汝昌急令关闭防水密门，但为时已迟。海水汹涌从升降口喷出，舰体很快开始倾斜。丁汝昌知道舰已不能久浮，于是东驶至刘公岛南岸浅滩搁浅，只能当炮台使用。
此后日军继续采取偷袭战术，先后击沉了“来远”号装甲巡洋舰以及“威远”号练习舰、“宝筏”号辅助船。北洋舰队能够作战的只有靖远、济远、平远、广丙四舰及镇字系列炮艇。
连日偷袭已使北洋海军主力舰只几乎消耗殆尽，日本联合舰队出动二十三艘军舰，在南帮炮台炮火配合下大举强攻威海湾，丁汝昌亲率“靖远”等军舰进行顽强抵御。日舰依然无法攻进威海港，但日岛火炮和弹药库被日军炮火击毁，形势更加不利。
乘战斗间隙，丁汝昌给刘含芳写信告急：“昌等现唯力筹死守，粮食虽可敷一月，唯子药不充，断难持久。求速将以上情形飞电各帅，切恳速饬各路援兵，星夜前来解此危困，以救水陆百姓十万人生命，昌等感大德矣。”威海已经不通电报，他派水手教习李赞元携带密信乘坐“利顺”轮船，由北洋海军鱼雷艇队护卫冲出威海湾前往烟台。鱼雷艇管带王平向丁汝昌请战，愿率大小鱼雷艇十三艘全部出港，不但要掩护“利顺”号，还要前往袭击敌舰。丁汝昌答应了王平的要求。谁也没有想到，王平率鱼雷艇冲出威海港，立即弃“利顺”不顾，仓皇逃向烟台。日军几艘巡洋舰立即追赶，结果，除王平的鱼雷艇逃到烟台外，其余舰艇不是被击沉就是被俘获。