陆路方面，早在7月15日，李鸿章就受命抽调北洋淮军，准备增援朝鲜的叶志超、聂士成部。牙山失守，朝鲜南方尽被日军控制，面对迅速恶化的局势，李鸿章制定了以朝鲜北方的重镇平壤为战略要点，紧急增兵守住平壤，以此力挽狂澜的策略。他希望在朝鲜平壤一带集结大型兵团，守住北朝鲜半壁河山，与日军形成陆上南北对峙的局面，从而达到决战于境外，防止战火引入中国的战略意图。
7月15日之后，李鸿章陆续调派往朝鲜的军队共分南北两个方向。南路，李鸿章抽调直隶淮军精锐2500人，由记名总兵江自康率领，计划分三批乘坐雇佣的外国商船“爱仁”、“高升”、“飞鲸”登陆牙山，加强身处仁川附近的叶志超军。此时，江自康援军除乘坐“高升”的那批遭遇偷袭，几乎全军覆没外，剩余两船先后登陆与叶志超军会合，经历成欢、牙山之败，这支牙山军正退逃在朝鲜的崇山峻岭间，不知所踪。李鸿章立即命令派出探骑，寻找这两支军队，令其退往平壤。
北路，直隶淮军中兵力最雄厚的宁夏镇总兵卫汝贵部盛军12营6000人、分统太原镇总兵马玉昆率领的长期驻防旅顺的淮军精锐毅军4营2100人，两部均用商船分别从山海关、旅顺运输到大东沟、营口等地上岸，再步行进入朝鲜。另外，李鸿章还从东北征发了高州镇总兵左宝贵部奉军6营3526人、副都统丰升阿部盛字练军1500人，直接由陆路行军，跨过鸭绿江进入朝鲜。
8月1日中日两国宣战当天，李鸿章紧急电令上述部队，从速向平壤城集结，其中卫汝贵部盛军派出前哨骑兵，于2日抢先抵达平壤，控制住了这座朝鲜北方重镇。北路各军的大部随后陆续进入平壤，不久北撤的牙山军也辗转到达平壤。以各将领中官阶最高的提督叶志超为诸军总统，平壤城内集结起了兵力约15000人的兵团，依托城墙和城外的大同江天险布置防务，预备抗击日军北犯。
海上战场方面，李鸿章认为北洋海军实力不济，而且因为海军自身的特殊性，一旦遭受舰船损失，很难在短时间内进行弥补，于是制定了“游弋渤海内外，作猛虎在山之势”的保存舰队的战略。[12]即尽量避免与优势敌军决战，而将北洋海军作为一种战略威慑力量保持存在，保存实力，牵制敌手，寻机攻击敌方弱势舰船，使日方的海上活动始终存在顾忌。
7月26日开始，奉行李鸿章的指示，北洋海军提督丁汝昌率领舰队主力数次出巡，意图寻找劣势的日舰加以歼除，但一无所获。北洋海军是清末花费重金和十余年努力建设起来的新式武装，在整个中国军队系统里是近代化程度最高的一支部队。清流言官不关心北洋海军的舰船装备实力如何，只是因为建设和维护这支军队所费不赀，此刻这支花了大本钱的军队必须立刻给国家以回报。从8月1日宣战起，每一次海军巡敌不遇，都会立刻招来朝中清流一阵高过一阵的责骂。
