明军水陆攻顺天，日本忍军守泗川
刘綎率明军西路三万兵马并联合朝鲜都元帅权栗所率兵力共计四万南下顺天，另有陈璘、邓子龙、李舜臣所率大小战船两百六十余艘从海路夹击顺天。消息传到顺天城，守将小西行长不禁冷汗直流：“明军三路同时向顺天、晋州、蔚山发起进攻，我军即便有援军也在兵力上处于劣势。文禄年的平壤之战让我至今都心有余悸，自文禄到庆长两度大战，旷日持久，战事惨烈，现在明军与朝鲜是水陆并进，以强凌弱，完全是当初我们第一次登陆朝鲜时的旺盛攻势，这顺天究竟能不能守住实在是令我担忧。”
景辙玄苏说道：“上天有好生之德，如能不战而胜再好不过。敌强我弱不可力敌，水陆并进，我们的水军也能抵挡一时。除笼城之外我们也必须另谋计策才行。”
宗义智说道：“听岳父大人和大师所言，莫非是要再度谈判议和？我认为现在基本已经很难谈判了，首先就是实力不对等，明军很难接受谈判。再者太阁殿下也对谈判一事明令禁止，且军中也有朝鲜将领在，怎会允许与我们议和？上次我们与李如松议和，便险些中计。”
小西行长下令：“笼城对敌胜负难料，谈判尚能拖延时间，世间万事皆可谈判，无非筹码多少利益大小而已。此场战争乃是明军领导朝鲜，只要说服明军主将，便不必理会朝鲜将领。我也不信这明军将领都是如李如松那般顽固不化之人。宗义智你派人向明军送信提议谈判，并赠送宝刀一双以示诚意。再择一地我将安排酒宴，暗设伏兵，若谈判破裂便杀其主将，敌将若死明军自退。”宗义智领命。
联军大营中刘綎正与权栗商议军计，刘綎问道：“我军渐围顺天倭城，权将军，你与倭寇已多次交战，依你之见这倭寇在被我们围困时会当如何？”权栗答称：“倭军擅守城，火器精良，惯用奇袭。依我猜测倭军必会择机潜出城外偷袭我军，而在联军之中我朝鲜军相比明军较弱，向来为倭军轻视，今位于左翼，应当便会是倭军的首要攻击目标。还请总兵能安插数千明军于我左翼之中，支援火器，以备倭军偷袭之时能予以反制。”
刘綎提议：“军令中说是要水陆并进，现不知水军已到何处。与其坐等不如先行攻城，我这口大刀三天不饮血便会生钝，本将早就想好好会会倭军的力量。”权栗进言：“水军离顺天还需一些时日，现在攻城也未尝不可，只是倭寇生性狡诈，请总镇务必谨慎小心，以免中敌奸计。”
正说间忽传倭寇来信提议谈判，刘綎接过书信仔细阅览，又见有宝刀相赠便答应议和命人送信使回城。权栗劝道：“不可如此！皇上陛下不是严禁与敌议和么？为何还要答应倭寇的谈判请求？我们朝鲜的立场又摆在哪里？”
刘綎解释道：“都元帅不必动怒，倭寇议和只为拖延，我怎会与敌议和？不过将计就计而已。大明将官从无与敌议和谈判，凡应敌所请皆是暗伏精兵，掷杯为号。待与倭将相见之时便是其葬身之日。敌将身死，这倭军还有何战力？攻占倭城岂不轻而易举。”权栗再请派人相助，刘綎应允。
次日小西行长设宴，令宗义智伏兵三千于五里之外，待议和开始后暗自逼近，小西行长自领五百随护。而刘綎也自领兵五百随行，仪仗俱全以为威仪。暗伏三千，都元帅权栗也派虞侯白翰南、兵使庄束葛帅数百人相助。
小西行长请刘綎入座，配置翻译说道：“我们目前所占之土地并不想退出，这些土地原为朝鲜所有，明军协助朝鲜与我们交战多次，双方互有胜负。其实明军无论战胜与否对你们都毫无益处，朝鲜也不可能割让部分土地来答谢你们。战事至今，明国作为宗主国的义务已经尽到，明军的战力令我钦佩，接下来就让朝鲜与日本一决胜负如何？若将军能按兵不动作壁上观，无论金银多少，将军所提的条件我都会尽量满足。据我所知，明军的军饷似乎并不是很多。”
刘綎答称：“如你所言，确实帮助朝鲜复国对我们而言并不会获得什么好处。事到如今你们也不过只剩下几个城池据守而已，接下来的战斗让朝鲜独力完成也并无不可，我军呐喊助威，适当的出些散兵游勇助阵以免落人口实。至于金银，你能给多少呢？若被告发我可是犯了杀头之罪。”小西行长见可继续商谈，心中欣喜，便与刘綎对详细细节进行了充分的交流。
双方和议完毕，刘綎令人送小西行长及其护卫离去，小西行长拜谢辞行，未及十数步，刘綎忽然将酒杯重掷于地，伏兵三协合击，火箭四射，小西行长大惊，急令抵御。刘綎率众持刀杀入与小西行长相斗，刘綎数刀重击之下竟将小西行长佩刀砍断，小西行长惊惧撤走，明军虎蹲火炮齐射，左协马军拦截归路，中右两协追击搏战，日军已有近百人丧命，幸宗义智领兵及时赶至接应，小西行长受宗义智掩护得以撤回顺天。
当日朝明联军便开始攻打顺天，小西行长见朝鲜军处于明军左翼，便令松浦镇信、有马晴信、大村喜前、后藤纯玄领兵五千组成别动队绕道奇袭左翼，一旦得手小西行长便与宗义智率主力杀出，趁明军阵脚大乱合力击退。
日军别动队顺利潜出城外，绕道行至联军左翼发起奇袭，权栗见日军果然来攻，便令全军迎战，权栗阵中备有明军所援将军炮十五门，与朝鲜火炮一起轮番轰射，暗伏明军趁机杀出，权栗即令朝鲜军随后跟进。激战半个时辰，日军别动队不支败退。小西行长见别动队退却，只得引别动队回城，坚守不出。
十月二日明军新造攻城器械投入战斗，双方激战一日未分胜负。十月三日朝明联合水军迫近顺天，日本水军出动五十艘战船前来阻挡，陈璘令李舜臣部为先锋，以板屋船组一字长蛇阵以火炮阻敌增援，尽出龟船冲击日本水军船阵。令邓子龙率一部百艘战船迫近顺天，炮击倭城。陈璘自领后队策应两边助战。
陈璘见日本水军船队后感叹：“原来这便是倭贼水军，造型上果然有些许奇异之处，看样子中小战船主要以追求航速及敏捷所建，如李舜臣所言是为方便进行接舷战。主战船尽覆铁甲是为抵挡炮击所设，只是不知能否抵挡我大明火炮，传令船队主射敌水军主船，另令邓子龙所部主攻顺天不可分心。”
老将邓子龙接令后即令所部呈斜线布阵，一面炮击倭城及城外防御设施，一面使船梯次靠近沿岸实施登陆。但在日军还击之下，明军一时间难以成功登岸。下属回报请邓子龙定夺，邓子龙说道：“水军此战主要是为阻敌海路增援，炮击倭城分散敌寇兵力，配合刘綎及权栗在陆上的进攻，是否能登岸无关紧要。既然一时不能登岸，那便传令各船变阵，集中射击，将当面这堵倭城城墙轰塌！”朝明联军持续猛攻，小西行长自感渐渐难以支撑，日本水军方面已完全被李舜臣阻挡，而此时顺天水域退潮，邓子龙见状只得停战撤出。
陈璘远望邓子龙所部开始撤兵也观察到退潮之势，自思不便再战便请李舜臣一同撤离，李舜臣赶来说道：“退潮不利水战，我对大人撤兵主张并无异议，不过也可趁夜择机奇袭倭军战船，或有奇效。”
陈璘答道：“我知你此前曾多次靠此大胜，但正因如此，倭军必早已对此防备。依我看夜袭难有战机，我联军在此，正面对战无所畏惧。水陆夹攻，疲惫敌势，伺机而动才是上策。”因此陈璘及李舜臣也因退潮而暂时撤出战斗，刘綎及权栗闻知水军撤退便鸣金收兵，保持合围与日军暂时对峙。
而中路董一元也领三万兵力向晋州发起进攻，晋州守城日军不过两千余人，董一元之战法与李如松如出一辙，调集全部火炮猛轰城门，三刻之后，晋州城门已成碎屑，城墙坍塌，明军涌入，势不可挡，守城日军苦战不敌全军覆没。董一元令全军稍作休整便马不停蹄南下逐渐包围泗川。
泗川日军仅有一万六千兵力，日将纷纷劝岛津义弘或撤离或求援，岛津义弘则不许，岛津义弘说道：“太阁殿下有令，坚守不退！且我们若撤出泗川会影响所有军队的士气，那战争还如何能够得胜？敌军越是强大便越有战胜的必要！我岛津家要打出以少胜多的辉煌大胜！此战我已有谋划，岛津家历来的致胜法宝有二，一为野太刀武士，二为钓野伏之法，前者为我战力，后者为我战法。全军分为三部，以一部分兵六千为诱饵驻守泗川老城，屯放军粮十万担吸引明军来攻，务必先行全力阻击明军，以激起明军战心，待明军即将攻入烧毁军粮，撤向新城。另外两部伏于新城之内围歼明军！”