中日甲午战争是湘军参战的重大战役。光绪二十年（1894年）发生的中日战争，中国陆军先败于朝鲜平壤，继败于辽东、辽南，旅大尽失，淮军溃不成军；海军初败于大东沟，精锐俱损继投降于威海卫，全军覆灭。湖南巡抚吴大澂拍电报上奏，请求率领湘军赴朝参战，光绪皇帝甚感欣慰，8月28日即催吴大澂赶赴威海，与李鸿章协商。吴大澂启用湘军旧将魏光焘、陈湜、李光久、余虎恩和方友升等人，率领3万湘军开出湖南，北上抗日。12月，朝旨撤李鸿章统帅权，改命两江总督刘坤一为钦差大臣，督办辽东军务，节制关内外各军，湖南巡抚吴大澂受命帮办军务。
1895年（光绪二十一年）2月，湘军先后出关，刘坤一大营驻山海关，直辖湘军33营16500人。关外由湖南巡抚吴大澂任前线总指挥，参战部队38营约19000人。其中陈湜率老吉字营的湘军10营5000人，驻摩天岭（大高岭）；李光久率老湘营5营2500人挡海城前敌；曾广钧等率13营6500人；楚军魏光焘10营5000人驻牛庄。军旗猎猎，迎风招展，骑兵和步兵所到之处，尘土飞扬。黑黝黝膛口朝天的野炮，嘶鸣的战马，一派兵强马壮的景象。刘坤一站在山海关城楼，怎么也不敢相信，堂堂的大清国连一个小日本也打不过！就算10比1，牺牲我10个中国人来换你1个日本人，你一个小小的日本也死不过这么多人哪！
2月17日，日军在刘公岛登陆，威海卫海军基地陷落，北洋舰队全军覆灭。清军将领徐邦道和马玉昆商议全力夺回海城，因为事关奉天南大门。海城内日军有15000人，而清军此时只有不足8000人的新兵，经过3次反攻都未奏效。两人正在犯难时，只见旌旗招展，战马嘶鸣，一支兵马赶到，旗上大书一个“李”字。徐邦道高兴地说：“好了，湘军李光久到了，咱们心里有底了！”李光久和魏光焘是奉刘坤一的命令来接防的，徐邦道向李光久介绍了前方战况，李光久不假思索地说：“海城是奉天的咽喉要道，徐将军有意力图收复，我当愿意率老湘营将士策应。”徐邦道望着李光久身后的老湘营，怔了一下说：“这就是威震华厦的老湘营？”李光久自豪地说：“这就是老湘营的精华。”徐邦道心里头掠过了一丝阴影，他和日军交过手，知道日军装备精良，可眼前的这支部队，武器装备远不及淮军，距日军装备就更远了，这样的军队要打败日军能行吗？
2月21日，清军第4次反攻海城。日军骄横，挟枪炮犀利优势，开始以为李光久的湘军与淮军差不多，不把它放在眼里。一阵大炮猛轰过后，日军派一个联队与湘军决战。李光久命令部队装上野炮，对准出城的日军一阵猛轰，然后一个骑兵营迎着硝烟冲上去，挥刀猛砍。连日来，日军见到的都是溃退的淮军，今天杀出这么一支勇猛的部队，令指挥官大吃一惊。湘军骑兵一度接近了城门，日军设在城头的20门大炮齐轰，才阻止湘军的攻势，出城的日军急忙退回城内。日军大佐问汉奸：“就是什么部队？”汉奸告诉他：这是湘军。日军大佐神情严肃地对手下说：“向我们挑战的是曾国藩、左宗棠的湘军，中国最精锐的部队。他们曾经与俄国人和法国人抗衡。我们要坚守城墙，用炮弹来对付他们的强攻。没有我的命令，不许再出战。”海城曾是清军的一个粮草军械转运站，占领了海城的日军不愁没有弹药军械，他们每天坚守城门不出，只用大炮来轰击湘军营寨，湘军死伤惨重。
2月28日，湘军第五次向海城发起攻击。李光久率领湘军精锐在西城架云梯进攻，企图突袭日军。一场惊心动魄的战斗打响了，湘军与日军展开了肉搏，这是日军进入中国大陆后，从未遇到过的场面，战斗异常惨烈，双方都没有占到便宜。湘军架云梯进攻受阻，李光久采用曾国荃打南京的办法，将地道挖到城墙下，埋上炸药，炸开城墙，不料施工失误，携带的地雷摩擦起火，在接近城墙2米的地方就爆炸了，反而给自己带来了损失。日军死守海城的目的，就是要拖住中国的大军，驻守在田庄的吴大澂，见久攻海城不下，命令田庄、牛庄的清军全力以赴扑上去，这下中了日军之计。吴大澂发出命令的同一天，日军第五师团从九连城出兵，摆出攻打辽阳的架势，驻守海城的日军也突围北上。吴大澂还没有出发，探马来报：日军逼近辽阳，清军请求支援。吴大澂要鞍山的部队支援辽阳，这样再次中了日军之计。日军不费吹灰之力占领了鞍山，又派出骑兵直取牛庄。
牛庄位于辽宁省中南部辽河下游三角洲之浑河与太子河交汇处右侧，处于海城至盖平、鞍山至营口两条大道的交叉路口。辽河流入辽东湾，是辽西南最重要的物资集散地，街区纵横达三四公里，人口20多万。田台庄位于辽河右岸，东距牛庄45公里，西北距双台子亦45公里，牛庄距双台子也是45公里，三地构成等边三角形。田庄距营口20公里。日本侵略军第一军自朝鲜深入辽南，第二军自花园口登陆，沿大连至营口，步步进逼，直奔牛庄。
3月3日，日军猝至，包围牛庄，魏光焘率楚军5营占据市区制高点，采用巷战战术，顽强抵抗，日军伤亡甚众，敌众我寡，李光久闻魏军血战危殆，率5营飞驰援救。日军第一军第三、第五两师团，分左右3路，进至牛庄街心，海神庙为敌联队指挥中心，日军未料会遭到湘军坚守的街市恶战。李光久率主力中营从牛庄郊区偏僻处，穿过背街小巷，直奔海神庙敌联队指挥中心。敌联队指挥部遭突袭后，死伤逾百外撤，急令各大队回援。李光久打退敌军多次反扑，左右援军未到，乃焚毁大殿撤出，占领大庙对面教堂，架炮轰击海神庙。血战多时，魏、李两军伤亡殆尽，15营仅剩7营左右。刘树元救兵赶到，掩护退出街市，才免遭全军覆灭。牛庄失守，魏、李、刘三部边打边撤，退至田庄，吴大澂怯战，早已逃跑，魏、李、刘三部在田庄再次拼死血战，但因失去援兵和后方给养而败退营口，清军全线皆溃，湘军仅留陈湜部10营拒守摩天岭，其余撤至关内。湘军没能挽救大清的命运，老湘营的命运正如后人评述的那样：“老湘军起于壮武，盛于战陇坂，收复天山南北二万里，而终于牛庄。”（《湘军》，310页，王纪卿著，广西师范大学出版社）
中日甲午战争湘军参战，虽仅魏、李、刘三部22营，但无愧湘军敢战荣誉，未负三湘父老期望，湘军败于清廷举棋不定，败于吴大澂骄庸轻敌，败于后勤不继、武器陈旧，以8 000伤病，当敌两师团30 000强寇，犹死守街市，拒战达五昼夜，湘军后裔无愧于反侵略战争之勇烈！
