不得已駛向劉公島沙灘上擱淺，才免於沉入港中。在當夜的反擊中，日本的兩艘魚雷艇也被擊得粉碎。
當天晚上，“夜氣沉沉，星斗滿天，冥色蔽海”，沉悶的爆炸聲和水兵的喊叫聲，不時的在港口附近響起。
天亮後，日本艦隊司令伊東佑亨用望遠鏡一看，見定遠受傷，心頭大喜，下令全力進攻。當天雙方又展開激烈炮戰，你來我往，互有傷亡，日軍仍舊無法接近港口。不料夜裡日軍魚雷艇又來偷襲，來遠、威遠二艦中招沉沒，來遠更是被炸了四腳朝天，後查明，兩艦管帶均出遊不在艦上。第二天，日軍三面夾擊，儘管此時北洋艦隊的定遠鎮遠已重傷、來遠、威遠二艦沉沒，但清軍還是再次擊退了日軍的進攻。
二月七日清晨，日軍再次發起總攻，北洋艦隊和守軍奮勇還擊，擊傷日本松島、橋立、嚴島、秋津洲四艦。但意外的事情發生了，北洋艦隊的十多艘魚雷艇突然加速駛出，北洋艦隊頓時陣腳大亂。原來，丁汝昌見日軍魚雷艇屢次夜襲成功，便也派自己的魚雷艇前去襲擊日艦。不料管帶王平和其他管帶卻密謀趁機逃跑。結果，這些魚雷艇在慌亂當中，不是觸礁擱淺，就是被日本艦隊捕獲，反被日軍用來攻擊北洋艦隊。
這真是所謂的“人言船堅不如快，有器無人終委敵！”（黃遵憲《東溝行》）
魚雷艇的逃跑，嚴重打擊了北洋艦隊計程車氣。當日，北洋防軍依據日島、劉公島和北洋艦隊的殘餘軍艦，仍舊不停反擊，並將日艦扶桑、筑紫擊傷。只可惜，日島炮臺在當天的戰鬥中受到重創而無法繼續戰鬥，清軍只得放棄日島炮臺而專守劉公島。
二月八日，日軍在炮戰中擊沉靖遠艦，該艦管帶葉祖跬拒不離艦，要與之同殉，船上水手拼死將之救出。當天夜裡，日軍用汽艇攜帶大量炸藥，用恐怖主義的方式一舉炸燬四百米長的水雷攔壩，由此，日本的魚雷艇便可以隨意出入威海港了。此時的北洋艦隊，已陷入了山窮水盡的絕境。
人心不穩，士氣大挫，後援又遲遲不到，海軍的一些水手登岸鼓譟，甚至鳴槍過市，聲言要向提督丁汝昌討條生路，一時間劉公島一片混亂。無奈之下，丁汝昌只得耐心撫慰士兵，說只要堅守到十一日，必有救兵前來接應。
在形勢越來越惡化的情況下，丁汝昌其實也是束手無策，為了不使剩餘軍艦落入敵手，丁汝昌和劉步蟾在九日夜間商議後，下令將受傷擱淺的定遠和靖遠兩艘鉅艦炸燬。10日晚，定遠管帶劉步蟾在炸燬自己座船後，心情極度悲憤，生吞鴉片後自殺身亡。
生吞鴉片，一時間是不容易死的，對劉步蟾來說，這該是一個怎樣的夜晚啊。也許，他在回想少年時在福州船政學堂學習的美好時光；在青年的時候和嚴復、林泰曾等同學在英國海校學習的坎坷歲月，及回國後當上北洋艦隊旗艦的管帶，正躊躇滿志的想一展帝國海軍雄風的夢想吧。
可如今，夢想破碎，一代海軍英才，就此隕滅！
劉步蟾的殉國，實現了他生前“苟喪艦，當自裁”的諾言。主持山東軍務的李秉衡也沉痛的說，“船亡與亡，志節凜然，無愧捨生取義”。看來，北洋艦隊的大部分管帶，都是英雄兒女，沒有孬種。
此時，日本海軍總司令官伊東祐亨向丁汝昌發出勸降書，雖然其中極盡誘降之能事，但也不乏警醒語句，姑錄幾段，供參考：
“清國海陸二軍，連戰連北之因，苟使虛心平氣以察之，不難立睹其致敗之由，以閣下之英明，固已知之審矣。至清國而有今日之敗者，固非君相一己之罪，蓋其墨守常經，不諳通變之所由致也。
前三十載，我日本之國事，遭若何之辛酸，厥能免於垂危者，度閣下之所深悉也。當此之時，我國實以急去舊治，因時制宜，更張新政，以為國可存立之一大要圖。今貴國亦不可不以去舊謀新為當務之急，亟從更張，苟其遵之，則國可相安；不然，豈能免於敗亡之數乎？”
對於國勢的興衰，勝利者當然可以旁觀者清，但對於失敗者，這種勸慰，又是何等的心酸之事？
毀船前夜，一些洋員和清軍官員見勢不可為，也紛紛私下商議投降之事。最後，洋員泰萊、克爾克和炮兵教習瑞乃爾出面，勸丁汝昌投降，但被丁汝昌斷然拒絕。瑞乃爾勸丁汝昌說：“兵心已變，勢不可為，不如沉船毀炮臺，徒手降敵，計較得。”
丁汝昌下令各管帶同時沉船，但諸將不應。十一日，是丁汝昌答應堅守的最後一天。當晚，丁汝昌接到煙臺來的密信說“全力衝出”，知道援軍已徹底無望。丁汝昌無計可施，提議與其坐以待斃