六月二日，伊藤博文在官邸召開內閣會議。適日本外務省突接衫村?之急電，報告朝鮮政府已向袁世凱提出中國出兵的請求。陸奧宗光如獲至寶，持此電出席內閣會議，首先將電文交給閣員們傳閱。然後，陸奧提出意見說：“如果中國確有向朝鮮派遣軍隊的事實，不問其用任何名義，我國也必須向朝鮮派遣相當的軍隊，以備不測，並維持中日兩國在朝鮮的均勢。”當時，伊藤內閣正陷於危機之中。伊藤博文所處的地位是，要麼實行內閣總辭職，要麼解散議會：二者必居其一。而且，他本人已決意采取後一種手段。杉村的急電和陸奧的意見，不僅使政府排除上述兩種手段有了可能，而且提供了把國內矛盾轉向國外的絕好時機。因此，閣員莫不同意陸奧的意見。於是，伊藤立即派人請參謀總長有棲川熾仁親王和參謀次長川上操六參加會議，並對出兵朝鮮問題作出了秘密決議。伊藤隨即攜帶此項秘密決議進宮，上奏於明治天皇，得到了裁可。 當天夜裏，陸奧宗光和外務次官林董將川上操六請到外相官邸，三人對坐討淪落實出兵朝鮮的計劃。討論中一致認為；日本出兵，必然要與清兵發生對抗。中國所派軍隊當不至於超過五千人，而日本要居於必勝地位，需要六千至七千兵力。如果中國進一步增加兵力，日本也要增派一個師團。因此，應作派出一個師團的準備，而首先派出一個混成旅團。林董後來回憶說：當天的會議“不是議論怎麼和平解決問題，而是討論了怎樣進行作戰和如何取勝的問題”。
六月三日，袁世凱派譯員蔡紹基通知杉村?，朝鮮政府已經正式提出請求派遣援兵。杉村立即急電報告政府。同時，日本駐中國臨時公使小村壽太郎也有報告到外務省。四日，陸奧命大鳥圭介即日到外務省，授以訓令，命其迅速回任。大鳥臨行前，陸奧又特別指示：“倘局勢緊急不及請示本國訓令時，該公使得采取認為適當的便宜措施。”盡管陸奧後來自我辯解說：“在這種形勢下，對派往外國的使節給與非常的權力，也是不得已的。”這實際上是把挑起戰端的任務完全交給了大鳥。 五日，日本根據戰時條例，正式成立了大本營。
按照戰時大本營條例，軍事動員計劃，出兵數量以及運輸計劃等等都完全歸軍事統帥掌管，而由大本營決定，內閣大臣在法製方麵也無權進行幹預。當時，日本僅決定派出一個混成旅團，從指揮上說，並無設立如此龐大的大本營之必要。其所以如此，蓋日本參謀本部早有必戰之心，而伊藤博文在外交上尚頗有顧慮。一時舉棋不定，軍部正可借此收取內閣“對清，韓大方針決定之權，而極力以導引開戰為有利之陰謀”。同一天，明治天皇批準向朝鮮派出一個混成旅團，並向駐廣島的第五師團下達了擴充兵員的旨令。
當天下午，大鳥圭介偕同外務省參事官本野一郎，海軍軍令部第二局員海軍少佐安原金次，乘巡洋艦八重山號自橫須賀啟航返回任所。警視廳警部及巡查二十名隨行，以護衛公使。出發之前，海軍大臣西鄉從道指示八重山艦長海軍大佐平山藤次郎，要與公使共進退；抵仁川後，公使如認為必要，除該艦臨時搭乘之七十名官兵外，尚可與停泊仁川港之帝國軍艦各艦長協議，務派多數陸戰隊登陸以待命。
七日，當大鳥一行已在駛往朝鮮的途中時，日本始將出兵決定正式照會中國。當天，日本駐天津領事荒川已次持外務省電報來見李鴻章，稱；“韓事多警，日本已派兵往保護使署領事及商民。”李鴻章對荒川說：“漢城，仁、釜各口現俱安靜，中國派兵專剿內地土匪，並不至漢及通商務口。汝國似不必派兵，致人驚疑。”又謂，“如已派保護官商，斷不可多，且非韓請派，斷不可入內地，致華日兵相遇生釁。”九日，總理衙門以同樣的理由複照駁之。日本挑釁之心已定，當然不會就此罷休，便於十二日照會總理衙門，聲稱：“此次我國派兵朝鮮，是憑《濟物浦條約》而於為之，遵照《天津條約》辦理在案。其應畿多調派，我政府不得不自行定奪。其應如何行動，非所掣肘。”其險惡居心已昭然若揭。
中國所派軍隊分三批渡海。第一批，是太原鎮總兵聶士成所統蘆防馬步軍，共九百一十人，為前鋒。六月六日下午六時，自塘沽登圖南輪，於八日下午六時抵牙山海口。九日，登岸整隊，進紮牙山縣。第二批，是直隸提督葉誌超所帶榆防各營，共一千零五十五人，以及彈藥、糧餉等，分載於海宴、定海二輪，於八日下午六時啟航，十日下午三時抵牙山海口。因無駁船，直至十二日上午十時始全部登岸。第三批，是總兵夏青雲率馬隊百名，旱雷兵百名及步隊三百名，乘海定輪渡海，於二十五日抵牙山縣。於是，屯駐牙山的清軍人數達二千四百六十五人。
當中國派兵之先，丁汝昌先期遣濟遠艦率揚威駛至仁川口，與平遠合為一小隊，以觀形勢。及至葉，聶兩統領率軍赴朝時，以超勇艦護之。又恐其力量單薄，又分揚威赴牙山，留濟遠、平遠兩艦泊仁川口。當時，日本運兵船絡繹而至，大和、築紫、赤城三艦亦泊仁川口，井派遣汽艇探測牙山灣，顯然居心叵測。而李鴻章卻要袁世凱勸告朝鮮政府；“日與華爭體麵，兵來非戰，切毋驚擾。迭阻不聽，即聽之。速設法除全匪；全複,華兵去,日自息。如有要挾，仍可堅持不許。”