1894年夏的成歡之戰後，清軍被迫撤至平壤佈防。大清朝廷多次電令李鴻章相機進攻，直指成歡。李鴻章藉故，既不南下進攻漢城，又不擇險據守，而以29個營1.4萬餘人聚集平壤，驅趕兵勇和民眾在城內城外築壘，環炮而守，坐待日軍來攻。
日軍在成歡集結第3師團與第5師團合編為第1軍，以陸軍大將山縣有朋為司令官，執行北攻平壤，相機進攻奉天，吸引直隸清軍主力出援的任務。
根據這一企圖，日軍以第5師團及第3師團之一部，共約1.5萬人，分兵四路圍攻平壤。
平壤是朝鮮舊都，山環水抱，形勢險要。城有六門，城牆高約十米，厚約七米，南北綿亙十餘里。大同江自城北沿城東向西南流去，是平壤東面屏障。
9月6日，平壤清軍總統葉志超與諸將議定，以一部兵力監視元山方向之敵，主力南下迎擊自黃州北進的日軍。事過兩日，葉志超得知日軍一部已抵達成川，生怕平壤後路發生危險，遂撤回平壤，倉促進行防禦部署。
9月13日，四路日軍均已逼近平壤，完成包圍態勢。
14日清晨，日軍元山、朔寧兩支隊分別從北、東一齊攻擊平壤，佔領城北山頂的堡壘，北面守軍左寶貴部奮力爭奪，未能取勝。被日軍嚇破膽的葉志超當晚主張棄城而逃，遭到左寶貴極力反對。
15日拂曉前，日軍發起總攻。大同江東岸的日軍混成第9旅團分三路進攻平壤城東南。清軍拼命奮戰，展開肉搏。戰至午後，打退東路日軍進攻。
北路戰事也十分激烈，士兵拼死拒敵。左寶貴親自指揮。11時，左寶貴中炮陣亡，士氣大挫，北路遂被日軍攻破。葉志超隨即懸白旗降敵，並下令撤軍。
誰知這時城東清軍與日軍在大同江東岸大戰，日軍逐漸現出不支之勢。此外，日軍第5師團偷襲平壤西南，這一路日軍被西路清軍擊退，且傷亡慘重。正當東、西兩路清軍準備乘勝出擊之時，忽然接到了主帥葉志超的撤軍命令，只得收兵回城。
當晚，葉志超率守軍乘夜倉皇地逃出了平壤。
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