1891年6月26日，在北洋大臣李鴻章親自安排部署下，由丁汝昌親率“定遠”、“鎮遠”、“致遠”、“靖遠”、“經遠”和“來遠”等主要軍艦組成的北洋艦隊正式訪問日本。
據史料記載，當時，日本方面對清政府北洋艦隊的到來竭盡禮儀之能事，所到之處或禮炮致禮，或夾道迎接，在各種場合都表現得“禮意其隆”。7月9日，日本天皇還特地在東京接見了丁汝昌和北洋各艦管帶，禮儀非常隆重。
據史料記載，當時日本朝野人士在參觀7000噸級的“定遠”和“鎮遠”艦後普遍感到羞慚，同時也誘發了日本國內的一些驚恐情緒。日本法制局局長宮尾崎三郎事後記述道：“‘定遠’號放出小艇迎接，先登‘定遠’號。丁(汝昌)、李(經方)兩人在艦門迎接停泊在旅順港內的北洋水師軍艦來賓，一一握手。隨即由嚮導帶領巡視艦內上下各室。巨炮4門，直徑1尺，長25尺，當時我國所未有……艦內清潔，不亞於歐洲。中午12時進午餐，下午1時半離艦辭別。此時，鳴禮炮21響送行登陸。同行觀艦者數人在回京火車途中談論，謂中國畢竟已成大國，竟已裝備如此優勢之艦隊，定將雄飛東洋海面。反觀我國，僅有三四艘三四千噸級之巡洋艦，無法與彼相比。同行觀艦者皆捲舌而驚恐不安。”日本輿論也大力渲染日本國內“對強大的中國的艦隊的威力感到恐怖。”
據當時《時事新報》也報道稱：“艦體巨大、機器完備、士兵熟練，值得一觀之處頗多。”
北洋艦隊在橫濱港停留了約兩個星期，隨後丁汝昌率艦隊前往長崎訪問。
8月4日，北洋艦隊離開日本回國，8月11日返抵威海，歷時40余天的訪日全部結束。北洋艦隊的這次訪日，對當時日本朝野產生了巨大震動。日本政府認為必須加大日本的海軍投入，把建設一支足以對付北洋艦隊的海軍作為其“最高命令”。日本松方內閣提出了5860萬元的海軍投出方案，計劃在9年內建造1萬噸級的鐵甲艦4艘和巡洋艦6艘。
1892年，日本新上台的伊藤內閣公佈了建造10萬噸軍艦的計劃。1893年，日本天皇又發佈敕諭：決定在爾後6年中再從內帑中每年撥出30萬日元，並從文武官員的薪金中抽出十分之一作為造艦費上繳國庫，專款專用。這一年，日本海軍已初具規模，共有各種軍艦55艘，迅速發展成為一支可以和北洋艦隊相抗衡的海軍力量。在激烈的海軍競爭中，中日兩國海軍之間的差距日漸縮小，中國在前些年積累的海軍優勢，基本上被窮追不捨的日本海軍拉平了。
1894年，號稱“亞洲第一艦隊”的北洋水師在與日本聯合艦隊的正面較量中首敗於豐島海戰，再敗於黃海海戰，三敗於威海崴而全軍覆沒，昔日北洋艦隊訪問日本的榮耀，也隨之被淹沒在歷史之中。