一八九四年甲午中日戰爭爆發後，淮軍接連失利。清政府決意起用湘軍舊將參加抗敵。任命湘軍宿將兩江總督、南洋大臣劉坤一爲欽差大臣，督辦東征軍務，節制關內外大軍。檄李光久、陳湜、魏光燾等湘軍舊將率兵出關作戰。一八九五年一月，李光久率老湘軍五營出山海關到達海城前線，從二月十六日起先後參加了清軍第三、四、五次反攻海城的作戰。
二月底，正當清軍集中一百餘營，六萬餘兵力進行第五次反攻海城時，日軍集中在東北戰場上的第一、三、五，三個師團主力，發動了遼河冬季掃蕩戰。第五師團由九連城，鳳凰城西進，被困在海城的第三師團也乘機突圍。兩軍會合，於三月二日佔領了鞍山站。五日，向牛莊發動進攻。時守牛莊的清軍僅有魏光燾所部武威軍六營，衆寡懸殊。李光久聞警，急忙由海城西三臺子率老湘軍馳援。“土卒疾行二十餘里，至牛莊，未及造飯，已被圍”。李光久即將五營老湘軍分爲三路迎敵，與日軍展開激烈的巷戰。兩軍逐屋爭奪，犬牙交錯。清軍被分割包圍，據民房苦鬥。
戰至日暮，日軍人多，主要街巷均被日軍佔據。李光久與魏光燾率殘部由城西突圍出，又遭堵截。日軍沿街口縱火，切斷清軍退路。清軍傷亡慘重，李光久僅以身免。牛莊最後失守。在牛莊爭奪戰中，湘軍戰鬥得十分頑強，李光久表現也是好的。日軍雖然奪取了牛莊，但也付出了慘重的代價，不得不承認“我軍戰頗苦”。第二十一聯隊第一大隊長今田唯一少佐被擊斃，將卒死傷三百八十九人。清軍傷亡二千五百餘人，被俘六百餘人。牛莊失守後，李光久率老湘軍殘部隨東征軍務邦辦吳大瀓退走雙臺子、錦州。光緒二十五年(一八九九年)調補蘇鬆太道，嗣調江海關道，不久調晉浙江按察使，統浙省馬步三十六營駐防寧波。
