奉军记名提督左宝贵、奉天练军盛字营丰升阿统带四路清军会合。25日,清政府竟任命败军之将、谎报牙山一役胜捷的叶志超为入朝清兵总指挥。叶志超本应率兵积极设防,保卫平壤,但他却提出了一个俟兵齐秋收后合力前进“的消极用兵计划,致使清朝大军处于被动受敌的局面,而此时的rì běn政府正迅速向朝鲜增兵。
9月13日,叶志超见日军兵临城下,便仓促分区设防。14日,日军完成了对平壤的合围。叶志超在军事会议上以兵力单薄、弹药不足和地形不熟为由,提出了避开日军,弃平壤退致鸭绿江再图反击的方案,但被奉军统领、高州镇总兵左宝贵坚决否定。 15日凌晨,日军分四路向平壤发起总攻,清军各部顽强抵抗,多次击退进攻的日军。左宝贵在牡丹亭、玄武门率奉军抵抗,英勇迎击七千余众的日军,战斗最为激烈。在日军炮火的猛烈轰击下,清兵伤亡较大,牡丹亭失守,退守玄武门的左宝贵知大势难挽,下决心以身殉国 ,在城上,他不避飞来的枪弹,指挥还击,并亲自点燃大炮,向敌军轰击,不幸先后被击中肋下、左额和左胸而壮烈牺牲。左宝贵之死是甲午中日战争中,清军高级将领牺牲战场,为国捐躯的第一人。
玄武门被日军攻占及左宝贵的牺牲,使叶志超骇惧万分,他不与众将领商议,也不顾原驻旅顺口的毅字军总兵马玉昆的反对,下令在城头挂起白旗,然后弃城率兵连夜冒雨向鸭绿江方向溃退,结果遭到日军的伏击,使清军付出了被杀一千五百余人和被俘六百八十余人的惨痛代价。平壤失陷后,清军急行500公里,于9月21日渡过鸭绿江,全部退回到中国境内。至此,日军占领了整个朝鲜半岛。