日軍拿下旅順後並沒有停止侵略的步伐，而是向遼陽發動了進攻，此時快到年底，日軍欲“取奉天度歲”，想到奉天過元旦。遼陽知州徐慶璋率軍抵禦，軍民白天張旗幟，晚上點火把，虛虛實實，讓日本人捉摸不定。《日清戰爭實記》記載了11月25日兩軍“槍炮環施，彈如雨注，數十裏外如迅雷疾發，終日不止”。日軍隨軍記者寫道：“敵軍似不使用其慣用防禦手段，而以攻勢姿態前進，真是奇中又奇！敵軍一反常態，奮勇直前，攀岩石，冒彈雨，向我軍衝鋒。”
遼陽保衛戰進行中，日本國內已有人覺得此戰結束後就該進軍天津，如山田鬆堂作詩：“三軍萬裏向天津，正是東風桃李辰。星使乞和和未就，燕京將為軍中春。”但有戰略眼光的伊藤博文放棄了對京津的進攻，由於山縣有朋與伊藤博文關於侵華的意見不一，山縣有朋堅持按既定方針在直隸平原與清軍決戰，兩人在禦前會議上激烈爭執。
伊藤博文：“冬季渤海天寒地凍，軍隊行動不便，不利於大兵團作戰，所以應讓海陸軍聯合攻威海衛，殲滅北洋水師後，我們就可向清國漫天要價。”
山縣有朋：“你不懂軍事！天寒地凍我軍行動不便，中國軍隊行動就方便了？別忘了，中國軍隊淮軍和湘軍都出自南方，更怕天寒地凍！”
伊藤博文非常有涵養，接著說：“閣下息怒，事關國家興亡大事，咱們要好好商量才是。”
山縣有朋：“商量什麼？乘勝追擊是兵家要領，目前中國軍隊兵敗如山倒，給我兩個月我就能打進北京城！”打進北京，俘虜中國皇帝，這意味著什麼？意味著山縣有朋將成為日本曆史上第一個征服中國的人，這是他夢寐以求的！
伊藤博文：“閣下別忘了，在中國大陸作戰不同於在朝鮮作戰呀！我研究清國人多年，他們有頑強的民族精神，不像朝鮮人那樣好對付。如果說他們的軍隊難以統一調度，但他們的人民可非常厲害呀！中國人民一呼百應，一旦人民參與到戰爭中，你區區幾萬軍隊就會陷入重圍！”
山縣有朋：“人民？哈哈哈哈，人民算什麼？人民不過是草木罷了，這次在旅順幾天之間我軍像切西瓜一樣切了好幾萬中國人。”
此時，日本聯合艦隊司令伊東祐亨發話了，他對山縣有朋說：“閣下，我非常欽佩你一舉打垮中國的雄心壯誌，然而，我又不得不為閣下擔心，要知道中國畢竟地大物博，他的軍隊雖散亂不堪，可在陸地上調集起來並不難，尤其中國西北的軍隊行動迅速、勇敢善戰，倘中國皇帝把他們調來……”
此時一直沉默不語的明治天皇聽到此話也點了點頭。伊藤博文抓住機會說：“還有一點，即使日軍在直隸登陸成功，拿下北京，那麼到時我們找誰談判去？找誰要賠款去？找中國要哪一塊土地？東三省？俄國人會答應嗎？北京一旦被我軍攻占必將在清國造成混亂，而引起西方列強幹涉。西方列強從掠奪中國和維持他們既得利益出發，是不允許日本造成這種結果的。現在以陸軍襲其背後，水陸夾攻，扼住敵一半咽喉，是剿滅長期挑而不戰的敵艦的捷徑。”
最終明治天皇采納了伊藤博文的意見，讓山縣有朋以“養病”為名結束了他的中國之行。12月9日，山縣有朋臨離開中國前賦詩一首：“馬革裹屍原所期，出師未半豈空歸？如何天子召還急，臨別陣頭淚滿衣。”其侵華未完憤懣不平之情溢於言表。山縣有朋回國後，1895年1月14日，在他推動下日本將釣魚島劃歸衝繩縣管轄，這就是釣魚島問題的開始。