1597年（万历二十五年）正月，丰臣秀吉命令加藤清正、小西行长、岛津义弘等率十五万大军再次侵略朝鲜。日本侵略者在这次进犯之前，利用朝鲜政府内部党派之争，进行反间，陷害李舜臣。朝鲜政府中了日本的反间计，罢免了李舜臣的水军统制使职务，改派懦弱无能的元均继任。日本侵略者引诱元均离开闲山岛。元均中计，率领战船向釜山开去，打算在那里迎击倭军。日本侵略者准备了五百多只战船和五万名陆军，等候朝鲜水军赶来，以逸待劳。当元均到达釜山以南的绝影岛时，天色已晚，军士很疲乏，粮食柴火的供应都准备得不够，又遇风浪大作，没有停泊避风的处所。这时日本船舰突然包围袭击，大败朝鲜水军，元均被杀。接着倭军西进，占领了李舜臣苦心经营的闲山岛要塞，然后十几万倭军从水陆两方面涌向垂涎已久的富庶谷仓——全罗道，进占了全罗道的重镇南原，并且一度进犯光州、罗州、全州、海南、顺天等地。到9月，倭军又向北攻入忠清道的稷山，企图由此进犯汉城，汉城岌岌可危。
明朝又派遣大军去支援。这次以兵部尚书邢玠任蓟辽总督，杨镐经略朝鲜军务，麻贵任备倭总兵官。援朝军队，北方的从蓟州镇、保定府、辽东镇、宣府镇、大同镇①等地调来，南方的从南直隶、浙江、福建、广东、四川各省调来，还有西南苗族兵士一万五千人。日本侵略军鉴于第一次入侵时遭受的打击，不敢贸然深入内地，企图先在南部沿海一带立足，再逐步北进。加藤清正据东南部庆尚道的蔚山，小西行长据西南部全罗道的顺天，岛津义弘据蔚山、顺天之间的泗川，东西呼应，南面与海上联系。1597年（万历二十五年）年底，杨镐和麻贵会同朝鲜都元帅权慄率兵先攻加藤清正，用轻骑诱加藤清正陷入埋伏，斩首四百余，俘虏了他部下的勇将。加藤清正不能抵挡，退守蔚山以南的岛山。岛山地势高陡，筑有石城，城外围绕着三层栅栏。明军虽然仰攻困难，游击陈寅却领兵连破外围两道栅栏，第三栅眼看即将攻下。倭军被围十昼夜，水源断绝，粮食也吃完了。于是，倭军假称准备投降，请求缓攻，实际是缓兵之计，等待小西行长的援军。杨镐指挥不当，又想活捉加藤清正立大功，放松攻城，耽误了时机。不久，小西行长率水军来救，倭船遍竖旗帜，蔽江而下，虚张声势以恫吓明军。杨镐因明军当时没有水军，缺乏海上支援力量，心慌胆怯，不及下令，自己便逃走，全军溃散，退到汉城。这次围攻加藤清正的战斗集中了中朝双方大量兵力，经过一年的准备，结果大败，死亡将近两万人，辎重也丧失很多。杨镐还向朝廷报捷，说只死亡百余人，被部下丁应泰揭发。明朝罢免了杨镐的职务，听候处罚，改派天津巡抚万世德代替他的职务。
朝鲜方面，在元均大败之后，重新起用李舜臣为水军统制使。朝鲜政府曾计划放弃水军，全力进行陆上战斗。李舜臣坚持反对，他说：“以前亏得有水军，才阻挡住敌人不能进犯全罗、忠清两道。如果现在废除水军，敌人一定高兴，他们将要从全罗进逼汉江。”在李舜臣坚持之下，朝鲜决定逐步恢复水军的力量。1597年（万历二十五年）9月，朝鲜水军实力尚未恢复之前，李舜臣便在珍岛东北的鸣梁海峡和倭军展开了战斗。这时李舜臣只有十二只船，敌人用超过其十倍的兵力一百三十多只船包围了李舜臣。李舜臣因众寡悬殊，避免正面战斗。他一方面让许多难民的船只假装舟师按次序撤退，以迷惑敌人。他指挥部下向敌阵突进，他的战船首先冲入敌阵，向敌人的主舰大楼船进攻，一边射箭，一边放铁铳，目的是为了把敌船引诱到暗放铁索的地方，以便乘退潮的机会打击敌船。倭船不知，结果大部分碰在海里的铁索上，不能转动，以致大败。李舜臣以十二只战船歼灭四千多敌人，打破了倭军水陆并进的计划，再度保障了全罗、忠清两道的安全，争取了重整水军的时间，也给明朝水陆增援部队的行动创造了有利条件。
1598年（万历二十六年），明朝派遣了江南水军来到朝鲜。邢玠从汉城分兵四路，即东路大将麻贵，中路大将李如梅（后改为黄一元），西路大将刘，水路大将陈璘。他们各有防守范围，相机协同进攻。这年10月，陈璘率水军协助西路明军作战，乘夜间潮涨的时候进攻小西行长所在的曳桥。陈璘亲自督战，从船上发大炮，小西行长住的房子中了三颗炮弹，倭军慌乱逃窜。陆地上的明军听到海面上的炮声，又见城中火起，都非常振奋，准备配合攻城。但刘因为和陈璘不和，不按预定计划从陆路配合进攻，以致未能夺取即将攻克的敌人据点。忽然夜潮退去，明军有二十余只船搁浅。倭军出兵围击，反而都被烧毁。东路、中路的明军牵制倭军，相机出击，也都有胜有败。
倭军受到中朝军队的阻击，被困在朝鲜，毫无进展。被迫进行非正义战争的日本士兵，士气本不旺盛，早在1592年（万历二十年）第一次入侵时，就有不少士兵投降朝鲜。第二次入侵后，朝鲜实行清野战术，倭军得不到粮食，和本国的联系又因朝鲜水军控制海面而受到威胁。旷日持久，倭军士气日益低落。日本国内人民也反对丰臣秀吉的穷兵黩武。1598年（万历二十六年）8月，丰臣秀吉在侵略战争挫败和人民反对中懊丧病死。倭军在被迫撤退前，仍企图做最后挣扎。中朝军队在海上给了倭军最后的歼灭性打击。
注释
① 蓟州镇，今河北蓟县。保定府，今河北保定。辽东镇，今辽宁北镇。宣府镇，今河北宣化。大同镇，今山西大同。