没有了朝鲜水军的阻碍，日军于1597年8月分兵两路向庆尚道和全罗道进军。左路军由宇喜多秀吉统帅有藤堂高虎、小西行长、岛津义弘、蜂须贺家政、太田一吉、宗义智、胁坂安治、竹中重利、加藤嘉明、毛利吉成、生驹一正等人，大约6万兵力。右路军由毛利秀元统帅有吉川广家、安国寺惠琼、长宗我部元亲、长宗我部盛亲（元亲四子）、锅岛直茂、锅岛胜茂（直茂长子）、加藤清正、黑田长政、中川秀成等人，大约7万人马。左路军向全罗道之前日朝边境的南原城开来。
明、朝联军得知消息，派总兵杨元迅速赶往南原城驻防。杨元赶到后，抢修城墙加高了一丈左右，深挖护城河加深了二丈左右，并对城外的防马栏凿出射击孔，同时还在城门处配备了三门大炮。但是之前朝鲜士兵只有1000人，杨元带来了3000人，只有4000人守城。8月12日，兵力15倍于明、朝联军的日军将南原城团团围住。战斗开始，双方的铁炮队猛烈交锋，但由于朝鲜装备落后，使用的是叫胜字火枪的老式火器，对于接近城下的日军命中率极低。守城士兵尽管占据高处，但接二连三的被日军铁炮手击毙，城池告急。杨元派人突围向正在全州附近游击的明朝将领陈愚衷求援，陈愚衷只有3000人马，以不足抵抗日军为由对杨元见死不救。终于在8月16日，攻城的第4天，日军使用箭楼向城内猛射，趁机填平了护城河，架起登城梯开始向城内猛攻。最终，杨元在一名家将的陪伴下终于杀出重围，而朝鲜将士全部战死，南原城陷落。杨元回国后被提督麻贵以战败之罪斩首。
与此同时，日军右路军对庆尚道的黄石山城也发动了进攻。黄石山城地处庆尚道、全罗道咽喉，地势险易守难攻要。守将郭骏得知日军来袭迅速召集附近安阴、居昌、咸阳3郡的朝鲜军民千余人前来支援，其中包括武官出身的金海府使白士霖和前咸阳郡守赵宗道。郭骏对白士霖十分倚重，将东面和北面的防御完全交给了他，自己负责西面和南面，赵宗道负责游击。8月15日，日军7万大军完成了对黄石山城的包围，并于16日夜间趁着月色开始攻城。战争刚一打响，白士霖就不战而逃。郭骏骂道：“呸，什么东西！”郭骏的两个儿子郭履常、郭履厚请命去镇守东面和北面，但等两人赶到，日军已经攻上了城来。郭骏坚守南门，最后被加藤清正手下神田对马杀害。赵宗道、郭履常、郭履厚也全部战死，日军收缴首级350多颗，黄石山城陷落。
8月19日日军左右两路在全州会师，全州城明军守将不战而逃，日军占领全州。之后丰臣秀吉派使者到全州主持军议，一方面听取两路军的报告，一方面决定之后的作战计划。最后决定，由毛利秀元、加藤清正、黑田长政分别率领三队人马约4万兵力，由太田一吉、竹中重利为监军，北上攻入公州；长宗我部元亲父子、锅岛直茂父子、吉川广家、池田秀氏、中川秀成等划归左路军进攻忠清、全罗两道。战端再开，日军进展依然非常神速，全罗道、忠清道各地旋即为日军所攻取。
日军北上，明军本想放弃汉城北撤，但最终还是下定决心南下与日军决战。之前从全州不战而逃的明将陈愚衷在公州遇到了提督麻贵派来增援公州的牛伯英。陈愚衷称日军来势凶猛有10万之众，鼓动牛伯英放弃公州，一起逃往汉城。两人合兵一处没有迎敌反而仓皇逃跑。之后，陈愚衷因不战而逃霍乱军心之罪被斩。9月1日明朝援朝军务经略杨镐从平壤到达汉城，催促麻贵出兵，阻止日军北上。麻贵随后遣副总兵解生、游击牛伯英、杨登山、颇贵四将率精骑2000于6日向稷山前进。朝鲜方面亦派出李元翼率兵自竹山方向扼制清州路，为明军左翼做掩护。
9月7日凌晨，黑田长政军先锋黑田直之、栗山利安率2000人马开道，于稷山山野发现了正在迫近的明军。众人立刻隐蔽并召开紧急会议决定是战是退，在这紧要的关头，黑田二十四骑之一的毛屋武久说道：“如今敌众我寡。我若退一步，敌必进一步，这样我军必被敌军全灭。如果我军团结一致，殊死一战，则敌必为我所破。趁敌混乱之际撤退，则可保全军。就像武田胜赖于长筱败战后，马场信春杀入敌军以阻止敌人追击一样。”在他说完这番话后，黑田军诸将都认为很对，且战意大增。之后，毛屋武久指挥所有铁炮手向着正在行进的明军一齐射击，随后黑田直之、栗山利安率领全军高声呐喊着杀出。明军顿时阵脚大乱，向后退去。黑田直之马上收兵撤退，这时黑田长政听到枪声，也率领本队3000人马前来救援。混乱的明军恢复后发现日军没有追击，便知是上当了，开始玩了命地追赶日军。眼看黑田军前锋被明军包围，已经危在旦夕。黑田一成言道：“先锋若败，我军恐难支撑，如不救援，此地将成为我军葬身之地！”言罢率军向明军侧翼发动进攻。这时，后藤基次队也赶到了战场，占领附近高地。后藤基次向下观望见敌众我寡，遂让士兵大喊：“一成殿下！不可逞匹夫之勇！快点接应先锋部队撤退，等少主到来再做计较！”一成闻之停止了冲锋，收容先锋败退回来的士兵，退守高地。
这时黑田长政也到达了战场，亲自来到东面的高地观察敌情。之后重新部署了部队，将右路第一队改由母里友信、栗山利安、黑田利高担任，第二队由井上九郎兵卫、野村市右卫门担任；左路第一队由后藤基次、黑田一成担任，第二队由黑田直之、桐山孙兵卫担任。长政本人亲率余下的2000兵马作为本队。而这时明朝将领解生率领的2000援军也从水原方向赶到，明军士气大振，再度对日军发起猛烈进攻。双方激战数次，未分胜负。之后，身在天安的毛利秀元，听闻稷山战况紧急，派先锋穴户元续、吉见广行率5000人马前去支援，自己的2万大军随后就到。元续率领的援军一路急行，到达战场后从明军背后开始突击。明军不敌，于下午3点开始向水原方向败退。黑田军战死29人，明军死亡200余人。日军由于本队未到，没有对明军展开追击，休整后退回了天安。
另一方面，经过漆川梁海战的失败，朝鲜朝廷不得不重新启用李舜臣。站在港口看着朝鲜水军仅剩下的12艘大型战船，李舜臣心中此起彼伏，长叹了一口气后，终于再次登上了甲板。而日军在全罗道的攻势十分顺利，朝鲜仅剩下全罗道南部沿海地区还在抵抗。宇喜多秀家遂命令已经登陆的日本水军返回海上，呼应从北向南进攻的陆军，准备完全占领全罗道。李舜臣得知日本水军行动的消息后，带领朝鲜水军从南原南下后，转向西进。9月7日，由藤堂高虎、加藤嘉明、胁坂安治、来岛通总等人率领的日本水军到达兰浦沖。停泊在珍岛东北端碧波津的李舜臣决定带领朝鲜水军发动攻击。可跟日军一照面，李舜臣就慌了，面对敌方数百艘战船，自己的这12只船一阵炮击就没了，只能不战而退。得知日水军还在不断集结的消息，李舜臣退回了鸣梁海峡，并于9月15日移师到全罗道右水营驻扎。
藤堂高虎发现朝鲜仅剩的船只都是大船，便想全部俘获。但碍于全罗道右水营地形复杂，所以只选拔出10艘中型关船展开进攻。9月16日，两军在鸣梁海峡相遇。李舜臣以自己的旗舰诱敌，将日军引入了包围圈。顿时，锣鼓齐鸣喊杀声四起，足有100只朝鲜战船从四周杀出。原来李舜臣为壮声势，将百姓的渔船、商船一切能用的船只都伪装成了战船。日军顿时慌了手脚，藤堂高虎掰着手指头：“不可能啊！朝鲜水军不可能还有那么多船啊。”之后，朝鲜12只大型战船在伪装船的掩护下，对日本水军发动猛烈的攻击。战至傍晚时分，朝鲜12艘战船只是轻微损伤，而日军就惨了，来岛通总在战斗中阵亡（唯一一个战死在朝鲜的日本大名），藤堂高虎负伤，损失了8艘战船。李舜臣见好就收，率领朝鲜水军于当日傍晚撤退至新安郡岩泰附近的唐笥岛。9月17日藤堂高虎、胁坂安治率大队返回前来报仇，结果发现朝鲜水军已经全部离开了战场，之后又占领了全罗道右水营。终于，丰臣秀吉占领全罗道、忠清道稳固日本在朝鲜南部领地的战略目的达成。同时北上的日军，在汉江与明、朝联军对峙，汉城里人心惶惶，百姓纷纷开始逃亡。
