七月二十九日，李鸿章递交《复奏海军统将折》，为丁汝昌辩护。因为对丁汝昌的指责大都属于捕风捉影，根本没有任何证据，光绪皇帝降旨：“丁汝昌暂免处分”。
经历了如此一场风波，丁汝昌当时的心情可以想见。
光绪二十年八月十八日，护送陆军赴朝后正准备返航的北洋舰队与日本海军遭遇，黄海海战爆发。战斗开始后不久，丁汝昌即被炮火所伤，但仍坚持坐在舰内的过道中鼓励士气。经过近5小时的鏖战，中日双方互有损伤。
九月二十日，北洋舰队在旅顺完成修理返回威海，“镇远”舰入港时触礁受伤，使得本已元气大伤的北洋舰队雪上加霜。日军进攻旅顺时，丁汝昌被革去尚书衔，摘去顶戴。旅顺陷落后，丁汝昌又被革职，暂留本任。在威海布防上，丁汝昌对陆军的战力表示担心，建议做好炸毁陆路海岸炮台的准备，不料，被戴宗骞误会并举报又成为“通敌误国”的罪证，清廷下令将其交刑部治罪。在刘步蟾等将领的通电请愿，李鸿章的极力申辩下，清廷命令，待丁汝昌手头事务结束后，解送刑部。
丁汝昌当时所处环境虽十分艰难，仍力图振作，召集诸将，筹商水陆战守事宜。十二月二十五日，日军在山东荣成登陆，三十日，即光绪二十年除夕，日本联合舰队司令长官伊东佑亨递送劝降书，丁汝昌不为所动，决心死战到底，当日，对家人说：“吾身已许国”，并将劝降书上交李鸿章，以明心迹。
光绪二十一年（1895年）正月三十日，日军进攻威海南帮炮台的制高点摩天岭，丁汝昌率舰队从海上用火力支援炮台守军，发射排炮，击毙日军旅团长大寺安纯（为甲午战争中日军阵亡的最高将领）。由于众寡悬殊，威海陆路南北帮炮台相继失守，刘公岛遭海陆合围，成为孤岛。凌晨，丁汝昌组织的敢死队分为两路，效多的一路负责详攻，另一路则负责将280毫米口径的克虏伯炮炸毁，完成任务后，敢死队全部牺牲。
此后，日本海陆两军配合，并利用剩下的陆路炮台，连日攻击北洋舰队，均被击退。二月五日，日本鱼雷艇夜间偷袭，“定远”舰遭重创，丁汝昌移督旗于“镇远”舰。二月七日，日军舰艇40余艘排列威海南口外，势将冲入，日本陆军也用陆路炮台的火炮向港内猛轰。之后，鱼雷艇管带王平策划鱼雷艇队集体逃亡，刘公岛形势进一步恶化。二月九日丁汝昌登“靖远”舰迎战，击伤两艘日本军舰，“靖远”中陆路炮台发射的炮弹受伤，丁汝昌欲与船同沉，被部下誓死救上小船。
二月十二日，丁汝昌毅然回绝日军劝降，只想以慷慨一死尽忠。当晚，服鸦片自杀，以谢国人。
丁汝昌死后，手下军官牛昶眪盗用他的名义，与日方签订了《威海降约》。威海港，李鸿章经营多年的北洋海军，至此全军覆没。
威海降约
丁氏既死，马格禄、浩威及中国官员数人上岸至牛道台家，遇见瑞乃尔。浩威（洋员）倡议伪托丁提督名义作降书，并亲自拟稿。译作中文，并钤提督印（William F．Tyler，Pulling Strings in China，London．1929．P．85．）。当年丁汝昌十名护卫之一的谷玉霖也说：“丁军门自尽之后……集众筹议投降事。”（《谷玉霖口述》(1946年记录稿)。按：谷玉霖，威海北沟人，先在来远舰当炮手，后在提督衙门当护卫。 ）
1895年2月14日（夏历正月二十）下午三时半，牛昶昞与伊东祐亨共同签订《威海降约》。
丁汝昌与太平天国
史料记载丁汝昌生于1836年，家境贫寒，辍学后帮人干活贴补家用。他十四岁的时候，庐江一带发生了荒旱，他的父母因生病饥饿而逝世。他走投无路的时候太平军占领了庐江，于是无依无靠的他参加了太平军。后来太平军在安庆驻扎，丁汝昌就成了程学启的部下。1861年湘军攻打安庆，在情况危急之时，包括丁汝昌在内的300多士兵翻过城墙向湘军投降，至此丁汝昌太平洋的关系正式宣告结束，他成为太平军的叛军。
后来丁汝昌作为前导，率领军队攻下了太平军的三座营垒，阻断了安庆的交通，致使太平军处境更为艰难。8月1日湘军将领命丁汝昌和程学启率兵攻打安庆，在战争中太平军包括守将在内的1.6万人全部牺牲。此次战争后丁汝昌等人得到了湘军的信任，丁汝昌被编入淮军正式参加讨伐太平军的行动，在清政府裁军时他因误会差点被杀，逃回家里。直到1875年李鸿章在为建立海军招揽人才时，他前来投靠并在北洋水师组建时被任命为提督。
丁汝昌之死
1895年1月20日，日本山东作战军登陆荣成湾，发起了威海战役，陆路的战斗进行到2月2日上午，以威海卫城的陷落为标志而结束。从这一天开始，丁汝昌在海中的刘公岛上，和北洋海军将士处于日军海陆合围中，进行了悲壮的刘公岛保卫战。
2月3日，1895年大年初九，这天白昼，北洋海军和刘公岛、日岛炮台又击退了日本联合舰队的一次大举进犯，击伤日舰“筑紫”、“葛城”。联合舰队司令伊东佑亨被迫改换策略，派出鱼雷艇意图破坏威海湾口的水雷防线。同一天，给事中余联沅上奏，称“丁汝昌蜷伏威海”，“其罪实浮于卫汝贵诸人”，“若不将丁汝昌立行褫除，则海军亦断无起色”，“不杀丁汝昌，则海军亦断无振作”。不过这时，刘公岛与外界通讯断绝，已听不到朝廷里的喊杀声。此后因为听到刘公岛已经陷入重围，替换海军提督不再具有多少实际意义，言官们的声音沉寂了下来。
1895年2月5日凌晨，日军10艘鱼雷艇偷偷的潜进威海湾，发起偷袭。在连续击退5艘日本鱼雷艇后，北洋海军旗舰“定远”不幸被鱼雷击中。虽然中雷同时，“定远”击毁了发射鱼雷的日本“第九号”鱼雷艇，但舰体进水过多，无法挽回，丁汝昌被迫下令将其驶往刘公岛东部浅滩搁浅，充作炮台使用。
1895年2月6日凌晨，日军5艘鱼雷艇进人威海湾，再度实施偷袭，击沉了北洋海军重伤尚未修复的“来远”号装甲巡洋舰，以及“威远”号练习舰、“宝筏”号辅助船。天色大明后，因为“定远”舰内的弹药库等重要设施都已被淹没，丁汝昌被迫下令放弃该舰。
1895年2月7日上午，见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23艘军舰，在日军占领的南帮炮台炮火配合下，大举正面强攻威海湾。丁汝昌亲率“镇远”、“靖远”等军舰进行顽强抵御。乘战斗间隙，水手教习李赞元受丁汝昌委派，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，试图突围而出。未料鱼雷艇队护送信使的船只出口后，也随同向烟台方向逃跑，致使刘公岛上士气大落。
当晚，大批护军官兵齐聚海军公所门前，哀求丁汝昌给予生路。“雷艇既逃，军心更乱，纷纷直向丁统领求生路。统领恐军心有变，只得温言慰之，但告各军粮草已绝，炮弹垂尽，进无以战，退无以守。
同一天，山东巡抚李秉衡根据鱼雷艇逃散这一迹象上奏，称北洋海军已经覆灭。
1895年2月8日，军机大臣翁同龢见到李秉衡的奏折，“愤闷难言。”吏科给事中储成博当即上奏，要求“电饬李秉衡将丁汝昌密速在军前正法”。对李秉衡的奏报，李鸿章将信将疑，直至当天黄昏，英国印度支那轮船公司“益生”号商船达到烟台，称经过威海时见到刘公岛炮台仍然挂着龙旗，并未失守。
当晚7时，北洋海军部分军舰官兵上岸，8时，大批陆军离开炮台，连同岛上百姓“共近千人到海军公所门前，向丁汝昌求生路。在当时险恶的形势下，想要能够保全岛军民生命，最简单直接的办法只剩下一个，那就是万般屈辱、难堪的投降。前几日面对着日方送来的劝降书，愤慨地称“汝等可杀我，我必先死，断不能坐睹此事” 的丁汝昌，根本无法接受“投降”这两个字。望着曾经生死与共的战友，丁汝昌心中无限感慨，作为一名传统军人，理所当然的天职是与敌战至船没人尽。但是设身处地地换位思考，在当下的处境中，如果没有外援，刘公岛实难坚守，几千条人命最后的结局可想而知，他们的生死前途此时都操握在这位颇受爱戴的水军提督手中。沉思半晌后，丁汝昌痛苦地许下诺言，如果等到1895年2月11日还没有援军到来，那时自会给大家一条生路，“丁汝昌晓以大义，勉慰固守，若十七日救兵不至，届时自有生路。”
1895年2月9日，元宵节。日军再度强攻威海湾，丁汝昌乘“靖远”率队作战。
上午，“靖远”被南帮炮台炮火击中下沉，丁汝昌落水后被救起，涕泪横流，叹息“天使我不获阵殁也” ！至此，北洋海军尚有机动力的主力军舰仅剩“平远”、“济远”、“广丙”三艘。当天下午，丁汝昌下令炸毁搁浅的“定远”。同一时刻，前天派出送密信的信使到达烟台。
“即刻水手教习李赞元来烟，称于十三日早七点钟，带‘利顺’小轮往开北口木筏门。时南口倭舰打仗，北口来倭船四只，开炮将‘利顺’锅炉打破，船沉，逃出五人，两点钟被英提督船救起。提督船于晚三点钟开来烟台，行至半路，折回威海。见‘镇远’各船尚在口内，刘公岛炮台皆尚在等语。惟望援眼穿，水陆数千人徒增血泪现派李赞元由水路送信，未知能到否。该弁称丁提督等受困’ 一言难尽，声泪倶下云……”
这天晚上，刘公岛上飘起雪花，“定远”舰管带刘步蟾自杀身亡，实践身前“苟丧舰，必自裁”的诺言。
还是这个晚上，烟台道台刘含芳派出的密使夏景春，冒九死一生，来到了刘公岛上，带回了丁汝昌“如十六七日援军不到，则船岛万难保全”的告急信。
1895年2月10日，据时人回忆，丁汝昌望着威海陆地方向，眼睛瞪得如同铜铃一样。
1895年2月11日，白天日军再度发起强攻，丁汝昌督率众舰，击退日舰，击伤“大和”、“天龙”等舰。深夜，海军公所门前拥满了等待最后消息的军民。时间慢慢地到了子时，所有人都知道了结果，他们已经被整个国家抛弃。午夜时分，近万军民哀求活命。丁汝昌眼噙血泪，面前的这些人是曾经威震东亚的中国海军，曾经和日寇在海上尘战5个小时，在外援断绝局面下坚守孤岛并未屈服，还有那些终日与这支军队相伴，为他和他的海军树立“威震海疆”德政碑的刘公岛绅民。在鱼死网不破的结局已经注定时，在大厦将倾、求生的本能压倒一切之时，丁汝昌再也无法，也不忍心来阻挡他们要求活着的愿望。偌大个刘公岛，仿佛是汪洋中正在下沉的一叶孤舟。
北洋海军提督丁汝昌要重新面对1895年1月25日下午英国军舰“塞文”号转递来的日军劝降书：
“至清国有今日之败者，固非君臣一已之罪，盖其墨守成规，不谙变通之所致也。夫取士必以考试，考试必由文艺，于是掌握政权者，必须是文艺之士，文艺乃为显荣之惟一门路。时至今日，犹如千年之前！
“三十年前之日本帝国，经历怎样辛酸遭遇，如何免于垂危之灾难，度阁下之所熟知也。当此之时，帝国认真取消旧制，因时制宜，更张新政，此国能存立之惟一重要条件。
“夫大厦之将倾，固非一木所能支，苟见势不可为，时机不利，即以全军船舰，权降于敌，而以国家兴废之大端观之，诚以微微小节，不足拘泥。仆于是乎以声震宇内日本武士的名誉，请阁下暂游日本，以待他日贵国中兴之际，切愿真正需要阁下报国时节到来，请阁下听纳友人诚实之一言。
“今日阁下之所宜决者，厥有二墙，任夫贵国毅然执着陈旧治国之道，目睹任其陷于厄运而同归于尽耶？抑或蓄留余力，以为他日之计耶？……佑亨顿首。”
当初收到劝降书时，丁汝昌曾不屑一顾，可残酷的形势迫使他此刻不得不重新捡拾起这份万般沉重的书信。
"予决不弃报国大义，今唯一死以尽臣职！"丁汝昌道。
北洋海军军官卢毓英回忆，在这最后期限到来的时刻，丁汝昌因身边的亲信僚属陈恩焘早年曾留学英国，遂回身问陈，西方国家海军处于如此境地时，会做如何处置？“盖以军火已磐，军粮已绝, 无可如何，乃问计于陈恩焘。陈曰：外国兵败，有情愿输服之例。遂引某国某人有行之者。丁之意遂决。” 又根据北洋海军营务处候选道马复恒的汇报，当晚丁汝昌数次命令将“镇远”舰炸沉，但是已经无人执行他的命令，“水陆兵勇又以到期相求, 进退维谷，丁汝昌几次派人将镇远用雷击沉，众水手只顾哭求，无人动手。”