不利于明朝骑兵临阵冲杀，李如松一面且战且退，撤往北部，一面急派飞马回营，命明军主力全速进军。
退却中的李如松在战斗中指挥有方，大量消耗日军战力，但由于敌我悬殊之况，一时无法根本改变战斗格局，三千明军陷入被分割包围的境地。
日将小早川隆景率部进行正面冲击，但其三千先锋部队被成功压制。
立花宗茂所部移动至明军右侧，占领山地，并以铁炮炮轰明军右翼，立花宗茂军中一金甲小将向明军冲锋，眼见一位将军，便与其单枪对战，这位将军便是明朝总兵官李如松，但这一勇武小将很快被李如梅远距离射杀。
混战之中，明军左翼也遭围攻，日将毛利元康等人倾巢突击。
六 日军陷入全线被动（2）
李如柏、李宁、查大受、张世爵等明军高、中级将领亲自策马挥刀作战。
李如松又遭小早川隆景部下井上景贞来犯，李有声将军为护卫主讲，英勇战死。立花宗茂两位亲信部将也被明军斩杀，小早川秀包八名家臣全部身亡。
小早川隆景率部试图加入吉川广家、宇喜多秀家、黑田长政军阵，欲以绝对优势兵力冲击明军骑阵。
数千明军精锐对阵四万日军兵团，两军从午后交战恶杀至黄昏时分，明军被压制在碧蹄馆之一隅。战斗进行到最惨烈阶段，明军仅剩铁骑数百，弹药全部耗尽，但大明军旗依然屹立不倒。
明军身陷险境之时，左协大将杨元率援军驰临碧蹄馆。杨元冲破日军，抢占被围明军右侧山地，李如松麾下火炮队发炮轰击日军，对日军形成夹击之势，小早川隆景阵地首先被明军突破。受到明军有力反攻之后，日军撤回王京。
碧蹄馆一战，据中国史料记载明军伤亡两千五百人，日军死亡超过八千人；朝鲜史料则显示中日双方两军各死伤五六千人；日本战史则认为该战明军总共投入兵力不下两万人，明军战亡六千人，另据日本《立花家传》、《武将列传》记载，日军阵亡将领多达十五名。
碧蹄馆战后，李如松乘胜追击，向汉城方向推进三十里，与十二万日军对峙；日军官兵领略到明军的武勇和超强火力，再加上无法判断明军规模，只能龟缩于汉城城中，不予接战。而李如松所部亲兵也死伤惨重，无力展开强攻，加之明军得到错误情报，听闻加藤清正率日军第二军团进攻平壤，经过三天对决，李如松遣军撤退，回到开城。
日军反应也非常迅速，他们保留有限兵力守卫汉城，派出绝大部分主力围攻开城，面对这三倍于己的日军攻势，李如柏全面统驭，组织反击，开城城墙几经易手，双方损失惨重，日军无奈只能再次退守汉城。
李如松则整备兵力，移驻平壤。
进入2月，约两万日本兵力转攻朝鲜军队防守的幸州山城，该地位于王京西北部，为京城门户。朝鲜守将权栗以寡敌众，致使多名日将负伤，日军撤退。
同时，李如松立即组织新一轮攻势，这一次，他不打算派出大规模兵团，而是实施釜底抽薪策略，计划焚毁汉城附近的龙山大仓。龙山大仓本为朝鲜国仓，囤积着朝鲜在战前数十年的粮食，王京沦陷之后，龙山大仓成为日军主要粮库，日军后续援助粮草也都囤于该处。
查大受、李如梅等人受命，率七百名敢死队员，迂回穿插，深入日军腹地，于深夜奇袭龙山大仓。十三座大仓、数十万石粮食，一夜之间被明军悉数焚毁。战役胜利结束后明军敢死队仅剩数人。但龙山一战，明军仅以数百人的代价就使日本侵朝大军陷入全线被动境地。
4月18日，日军陷入粮草不继的境地，全军被迫撤出汉城。李如松于第二天整军进入王京。
至此，王京、开城、平壤“三都”全部光复。
5月，刘铤率