德国不肯轻易地把嘴里的肥肉让给日本。德国政府已和中国政府私下交涉过，将胶州湾租借地“还给中国”，但中国以后要给予补偿。德国公使马尔赞接到日本通牒后说：“德国可以将青岛交还中国，但日本应将台湾交还中国。”马尔赞与中国政府外交部接洽，告可将胶州湾直接归还中国。

但日本反对，袁世凯因而不敢接受。袁世凯政府曾建议德国将胶州湾先交给美国，以后再由美国交给中国，美国拒绝。袁世凯政府还对日本致德国通牒中提的将胶州湾“将来交给中国”是主持公道，诚表友谊，至为感谢。

8月20日德国代办照会中国政府，要求中国政府禁止外国军队经过中国领土，同日德国胶州总督下令驱逐日本人出境。日本在8月23日规定时间未得到德国答复，宣布对德宣战。日本第二舰队封锁胶州湾，要求中国把黄河以南划为中立区，以便日军行军，要中方撤出胶济铁路沿线及潍县一带的驻军。

袁世凯向他在辛亥革命时就熟识的英国驻华公使朱尔典求计。朱告袁日本已经参加协约国，英国不能抵制盟国。如中国对德、奥宣战，中国和日本都是协约国。如果中日两国都是协约国，我们也不能看着盟国欺负盟国，事情就好办了。袁世凯表示中国可以考虑加入协约国，但无出兵欧洲之力。朱尔典说可以不出兵，中国在精神和物质上尽可能的进行支持就是尽了盟国的义务。袁世凯应允并提出条件：甲、协约国垫款整顿中国兵工厂，英法派专家指导中国军火工业；乙、各协约国没经中国同意不得签订与中国有关的条约；丙、各国在中国之租界不得包庇中国政治犯。这几点经朱尔典活动得到英、法、俄三国政府一致同意。但日本反对，只得作罢。袁世凯还是替英国在中国兵工厂制造了两万支步枪，通过香港殖民政府送给英国；代法国设立了惠民公司招募大批华工送到欧洲服务。袁政府尽力与日磋商缩小中立区域，缩小战区，并表示“苟可通融，无不竭力”。

9月3日，英日两国称近两万日军和少数英军在龙口及莱州登陆。日军并不先打青岛，部分军队西进，先占领了胶济铁路及济南。英军9月23日又在青岛附近的崂山登陆。10月1日中国请美国同英国阻止日本扩大行动区域，美国仍拒绝。10月4日德国同意将胶济路全部让给中国，中国告诉日本，日本不予承认。

青岛要塞陆上有两道防御工事。第一道距市中心6公里，有5个炮台，炮台周围是1.2米至1.8米深的宽沟，沟底布满铁丝网。炮台前有一条近7公里长、2—4米深、底部10米宽的壕沟。沟底布置了8—10排木桩的铁丝网。第二道防御工事是炮兵发射阵地。正面陆上有近100门火炮，120挺机枪，海上有8个炮台，23门150—280毫米射程13.5公里的火炮。守备官兵4755人。

日本组建了包括39艘战舰的第二舰队。从国内调动3万军队，编成4个梯队，并配备40挺机枪和144门火炮，租用50艘运输船运输到中国。8月23日开始运兵。英国派一艘战列舰、一艘驱逐舰、1500人的部队参与，9月2日至10月5日在中国渤海湾青岛以北150公里的龙口、青岛以北40公里的崂山湾登陆。9月25日日英军到距青岛德租界20—25公里的地区，与德国警卫队相遇。28日日军包围了要塞。

德国皇帝威廉二世电令德国青岛守军坚守，“战至最后一人”。德国守军有6000余人，战况紧急时威廉二世又下令“毋庸死守”。