中方的防御布置初定，山县有朋指挥的日本第一军主力约3万人于10月22日运动至中朝边境地带。经过侦察，24日上午11时10分，日军从清军防御薄弱的左翼安平河口最先发起攻势，涉渡鸭绿江，驻守该地的伊克唐阿部军队很快溃退，鸭绿江防线的左翼首先被突破。

24日深夜，日军在右翼方向的鸭绿江江面成功偷偷架起舟桥，于25日发起总攻，清军勇怯不一，指挥混乱，战至中午全线崩溃，重镇九连城（今属辽宁省丹东市）、安东全部失陷。

鸭绿江防线全局崩溃后，清军分三个方向败退，日军则紧随其后追击，战火开始在辽东大地蔓延。宋庆率盛军、毅军、铭军、奉军、牙山军等主力部队退往凤凰城（今辽宁省凤城市），随即又借口无险可守，放弃凤凰城，退向辽阳方向的摩天岭。伊克唐阿率靖边军残部从鸭绿江边败退后，逃往宽甸，后又放弃宽甸，逃至赛马集一带。丰升阿和聂桂林分别统帅的东北盛军和奉军残部从安东败逃，狂奔至岫岩。当1894年冬季到来之际，连连败退的宋庆、伊克唐阿军团，和步步进逼的日本第一军，大致在今天辽宁境内的辽阳、鞍山、本溪外围一带，形成对峙局面。