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明治维新后，日本逐渐走上现代发展道路，在国力大增的同时，也开始效法欧美列强，筹划对外侵略扩张。日本对亚洲邻国早已垂涎三尺，制定了所谓“大陆政策”，即先期吞并台湾、朝鲜、满蒙等地，进而征服中国全境，称霸亚洲，染指世界。为此，日本大力扩军备战，在侵扰台湾、吞并琉球之后，将贪婪的目光投向了朝鲜，在朝鲜扶植亲日派，排挤清朝政府在朝鲜的势力，并伺机谋求与清朝政府在朝鲜开战，为日后独占朝鲜制造借口，扫清障碍。
1894年春，朝鲜南部爆发“东学党”起义。朝鲜无力平定内乱，请求清朝政府派兵援助。清朝政府遂派兵进驻牙山。与此同时，日本也以“保护侨民”为名向朝鲜派兵，占领朝鲜首都汉城（今首尔）。面对日本咄咄逼人的态势，李鸿章起初寄希望于英、俄等国的出面调停和干涉。后因调停失败，李鸿章遂派兵进军平壤，又雇英舰“高升号”运兵渡海，增援牙山。7月，日本海军在丰岛海面对“高升号”和护航舰发动突然袭击，挑起中日甲午战争。
由于作战准备不足、军纪十分涣散、指挥调度失误等原因，清朝军队在陆地与海洋两个战场皆难以抵御日军进攻。9月，平壤陷落，战火由朝鲜迅速蔓延至中国境内。不久，中日两国海军又在黄海展开激战，北洋舰队损失惨重。日本军队随后进军中国。至次年3月，辽东半岛全部沦陷，清朝政府被迫求和。李鸿章与日本全权代表伊藤博文、陆奥宗光于日本马关谈判。4月，中日《马关条约》签订。条约规定：中国承认日本对朝鲜的控制；割让辽东半岛、台湾和澎湖列岛；赔偿日本军费2万万两白银；增开沙市、重庆、苏州、杭州4个通商口岸，日本船只可以沿内河驶入以上各口；允许日本在中国通商口岸设立工厂。日本割占辽东半岛的举动，损害了俄国在中国东北的权益。因此，俄国伙同德国和法国，共同对日本施压。日本被迫放弃对辽东半岛的占领，并迫使清朝政府另交3千万两“赎辽费”。
《马关条约》造成了空前严重的民族危机。中国失去大片土地，领土主权进一步丧失。对日巨额赔款，加重了清朝政府的财政危机，也为外国侵略者控制中国创造了条件。条约还规定日本可以在中国投资设厂，并增开通商口岸给予日货运销的特权。西方列强根据“利益均沾”条款，纷纷在华投资设厂，进行资本输出。1895—1900年，外资新办工厂达933家，为甲午战前数十年总和的9倍。此外，西方列强还在华开采矿山、修筑铁路，并将铁路沿线的资源与权益据为己有。更为严重的是，中日甲午战争后，列强开始在华强占租借地、划分势力范围，掀起了瓜分狂潮。德国出兵强租胶州湾，把山东划为其势力范围；俄国“租借”旅顺、大连，把东北划为其势力范围；法国强租广州湾及其附近水面，把云南、广西、广东划为其势力范围；英国强占香港新界，强租威海卫，把长江流域划为其势力范围；日本则以台湾为跳板，并把福建划作势力范围。美国此前忙于同西班牙争夺菲律宾，没有来得及索取势力范围，因而抛出“门户开放”政策，要求各国在华租借地和势力范围都对美国开放。总之，甲午战后，中国进一步丧失主权，面临亡国灭种的危险。
甲午战争给中国造成空前严重的民族危机，同时也唤起了中国人的觉醒。“唤起吾国四千年之大梦，实自甲午一役始也。”战场上败给日本，条约中割地、赔款，激愤之情笼罩全国，仁人志士深受震撼，逐渐警醒。面对日益恶化的时局，有识之士敏锐地感觉到救亡图存迫在眉睫，“求变”思想逐渐成为一种超越政治派别的共识。“甲午丧师，举国震动，年少气盛之士，疾首扼腕言‘维新变法’，而疆吏若李鸿章、张之洞辈，亦稍稍和之。”
尽管受到沉重打击，洋务运动却并未在甲午战后走向终结。各地洋务企业开始恢复重建，并取得了不少新进展。铁路、电报、航运、练兵、学堂等也得到了进一步的成长。此外，战争给中国社会带来的另一个显著变化，即中国人学习日本的风气逐渐形成。效法“东洋”，被时人视为学习西方、拯救国难的捷径，中日两国在历史上的“师生”关系迅速发生逆转。东文学堂、赴日留学，以及日文书籍的译介活动纷纷出现。1896—1911年，中国翻译的日文书籍达千种之多，远超此前翻译西文书籍的总和，而社会科学、史地类书籍较之自然科学书籍所占比重明显增多。大量由日本人在翻译西书时创造，或借鉴中国典籍而派生的新名词开始传入中国。日译新名词对汉语的丰富，以及中国人社会观念、思维习惯等方面的革新产生了深远的影响。许多使用至今的日常词汇，如“社会”、“阶级”、“科学”、“自然”、“干部”等，皆为日译新名词。
随着西学的不断输入与甲午战后形势的刺激，洋务运动也不可避免地受到趋新人士的质疑：“知有兵事而不知有民政，知有外交而不知有内治，知有朝廷而不知有国民，知有洋务而不知有国务，以为吾中国之政教风俗无一不优于他国，所不及者惟枪耳、炮耳、船耳、机器耳。吾但学此，而洋务之能事毕矣。”自19世纪70年代以来，以王韬、薛福成、郑观应、陈炽、何启等人为代表的维新思想家著书立说，倡言革新政治、发展资本主义工商业，主张进行更为彻底、深入的改革。在他们看来，洋务派对列强的学习只是“徒袭皮毛”，并不了解西方富强的原因不在洋枪洋炮，而在于先进的政治经济体制。如郑观应所说：“其治乱之源，富强之本，不尽在船坚炮利，而在议院上下同心，教养得法。兴学校，广书院，重技艺，别考课，使人尽其才。讲农学，利水道，化瘠土为良田，使地尽其利。造铁路，设电线，薄税敛，保商务，使物畅其流。凡司其事者，必素精其事。为文官者必出自仕学院，为武官者必出自武学堂。有升迁而无更调，各擅所长，名副其实。与我国取士之法不同……育才于学校，论政于议院，君民一体，上下同心，务实而戒虚，谋定而后动，此其体也；轮船、火炮、洋枪、水雷、铁路、电线，此其用也。中国遗其体而求其用，无论竭撅步趋，常不相及，就令铁舰成行，铁路四达，果足恃欤！”及至中日甲午战后，维新派人士终于将改良思想演变为一场激烈的政治运动。
维新思潮在甲午战后的异军突起，同基督教会人士的宣传、鼓动不无关系。其中，广学会（The Christian Literature Society for China）和李提摩太（Timothy Richard）所发挥的作用尤为突出。广学会是近代中国存在时间最长、社会影响最大的基督教出版机构之一，前身是1887年由韦廉臣在上海创办的“同文书会”。1889年，广学会成立董事会，推举海关总税务司赫德为总理，韦廉臣为督办负责日常工作。起初，广学会的出版偏重宗教。1892年，英国传教士李提摩太接任督办，重在传播西学，目标人群是清朝政府的上层官员，借鼓吹维新变法思想，改变中国政治格局。
甲午战争前后，广学会出版的各类书刊充满批评时政、鼓吹变法的内容，对维新思潮的兴起产生推动作用。在出版的书籍中，以李提摩太译介的《泰西新史揽要》和林乐知编译的《中东战纪本末》影响较大。前者讲述了19世纪欧美各国的文明演进历程；后者则是甲午战争的资料、评论汇编，并借此提出对策，受到中国趋新人士的普遍欢迎。在报刊中，以《万国公报》（The Review of the Times）发行、影响最广。该报的前身是1868年林乐知在上海创办的《中国教会新报》（The Church News）。1889年，《万国公报》成为广学会的机关报，逐渐演变成以介绍西学、发表政论和鼓吹变法为主的综合性报刊。
广学会采取赠送出版物、设立代销处、举办征文活动等方式，提升出版物的发行量与影响力。该学会重视社会传播，不仅形成了以上海为中心，向沿海、沿江及内地推进的传播网格，而且还利用科举考试的机会，向全国年轻士子广泛散发书刊。此外，李提摩太等人还广泛结交清朝政府上层官员和维新派人士，同洋务大员李鸿章、张之洞和维新派康有为、梁启超等人交往甚密，直接向他们宣传变法主张，收到不小成效：康有为、梁启超都是《万国公报》的忠实读者，而康有为也承认自己的维新主张受到了李提摩太和林乐知著作的影响；总理衙门时常订阅《万国公报》，并多次接受广学会的赠书，光绪皇帝甚至也曾购阅89种广学会书籍和《万国公报》。可以说，广学会刊物是趋新人士了解西方思想与文化的窗口，为变法实践活动提供了精神食粮，奠定了思想基础。
在维新思潮蔚然成风之际，革命派悄然登上历史舞台。民主革命的先驱者孙中山早年在檀香山和香港读书，思想观念较为开放。1894年，孙中山上书李鸿章，提出“人能尽其才、地能尽其利、物能尽其用、货能畅其流”的改革主张，未被采用，遂走上革命道路。该年11月，孙中山等人在檀香山建立革命团体兴中会，提出“驱除鞑虏，恢复中华，创立合众政府”的主张。此后，兴中会开始向爱国侨胞募集资金，准备起义。1895年，孙中山等人在广州密谋起义，不幸计划泄露，孙中山流亡日本。尽管此时革命派的影响力相对较小，但广大爱国志士毕竟在改良与革命道路的选择上出现了分歧。