光緒二十一年（1895年）正月三十日，日軍進(jìn)攻威海南幫炮臺的制高點(diǎn)摩天嶺，丁汝昌率艦隊(duì)從海上用火力支援炮臺守軍，發(fā)射排炮，擊斃日軍旅團(tuán)長大寺安純（為甲午戰(zhàn)爭中日軍陣亡的最高將領(lǐng)）。

由于眾寡懸殊，威海陸路南北幫炮臺相繼失守，劉公島遭海陸合圍，成為孤島。凌晨，丁汝昌組織的敢死隊(duì)分為兩路，較多的一路負(fù)責(zé)佯攻，另一路則負(fù)責(zé)將280毫米口徑的克虜伯炮炸毀，完成任務(wù)后，敢死隊(duì)全部犧牲。

此后，日本海陸兩軍配合，并利用剩下的陸路炮臺，連日攻擊北洋艦隊(duì)，均被擊退。二月五日，日本魚雷艇夜間偷襲，定遠(yuǎn)艦遭重創(chuàng)，丁汝昌移督旗于鎮(zhèn)遠(yuǎn)艦。二月七日，日軍艦艇40余艘排列威海南口外，勢將沖入，日本陸軍也用陸路炮臺的火炮向港內(nèi)猛轟。之后，魚雷艇管帶王平策劃魚雷艇隊(duì)集體逃亡，劉公島形勢進(jìn)一步惡化。

二月九日丁汝昌登靖遠(yuǎn)艦迎戰(zhàn)，擊傷兩艘日本軍艦，靖遠(yuǎn)中陸路炮臺發(fā)射的炮彈受傷，丁汝昌欲與船同沉，被部下誓死救上小船。二月十二日，丁汝昌毅然回絕日軍勸降，只想以慷慨一死盡忠。當(dāng)晚，服鴉片自殺，以謝國人。丁汝昌臨死前，將北洋海軍提督印截角作廢，年僅59歲。

丁汝昌死后，手下軍官牛昶昞盜用他的名義，與日方簽訂了《威海降約》。威海港里，李鴻章經(jīng)營多年的北洋海軍，至此全軍覆沒。

此后，清政府內(nèi)的清流黨、頑固黨人交相攻擊，光緒帝下旨“籍沒家產(chǎn)”，不許下葬。丁汝昌的子孫輩，被迫流落異鄉(xiāng)。直至宣統(tǒng)二年（1910年），經(jīng)載洵及薩鎮(zhèn)冰等人力爭，清廷為丁汝昌平反昭雪。