一路从凤凰城经辽阳（东路），另一路绕道岫岩、海城，出辽阳之西（西路）。东路先由宋庆率军防堵。10月30日，他放弃凤凰城，退守大高岭（又称摩天岭）。数日后，宋庆奉命回援旅顺，东路守军改由聂士成指挥。聂士成在当地人民的配合下，利用大高岭天险抗击日军，从正面阻止日军由东路进攻奉天。依克唐阿率部驻守赛马集，从侧面牵制凤凰城日军，支援了大高岭的正面防御。

在大高岭保卫战中，聂士成巧妙地使用疑兵计，使日军不敢贸然攻岭。经过十几昼夜的苦战，顶住了日军的进攻，牢牢地守住了大高岭阵地。

阵地守住以后，聂士成就改变战术，组织兵力主动出击。

11月25日，聂士成率部与依克唐阿、寿山等配合作战，夹击草河口一带日军，歼敌40余人，击毙日步兵大尉斋藤正起，打伤日军炮兵大尉池田纲平和炮兵中尉关谷豁等。26日晚，聂士成又利用下雪天，密约盛军接应，亲率数百骑，突袭连山关，取得成功，收复了连山关。这是开战以来，清军第一次收复失地，得到清廷的嘉奖。

连山关大捷以后，东路战场的形势为之一变。日军转为守势，清军转为攻势。12月5日，聂士成精选将士1000余人进攻分水岭，并乘胜追击到草河口。12月9日，聂士成部联合依克唐阿骑兵，在金家河大破日军，击毙敌人数十名，收复了草河口。

日军见东路难以得手，就加强西路的攻势。11月19日，日军自大孤山、凤凰城两路进攻岫岩，守将丰升阿、聂桂林率众逃往析木城。12月12日，日军进攻析木城，丰、聂又奔往海城。13日，海城也被日军攻占。

在进攻鸭绿江防线的同一天，日军第二路也开始在辽东半岛花园口登陆。10月26日占领花园口。28日占领貔子窝。

11月4日，日军开始进攻金州。驻守旅顺的总兵徐邦道自告奋勇率部前往御敌，5日与日军大战于石门子，因无后援，寡不敌众，败退旅顺。日军占领金州后，7日黎明兵分三路进攻大连。守将赵怀业贪生怕死，未战而逃往旅顺。9日，日军占领了大连。