對此小早川隆景又補充道：“黑田殿下所言極是，若明軍心生顧及不敢貿進，則必堅守不出，我軍便可以避實就虛，擾亂其部署，如此主導權盡操我手；若明軍盛怒，則必大出精銳，中我埋伏，主力大損，我軍此後便能盡佔優勢。
明軍自大勝我第一番隊之後，所到之處勢如破竹，正是驕狂之時，對我軍想必不屑一顧，若見幾路物見番遲遲未歸，料必立刻領精銳攻來，倘若果真如此，則正合我意！”
宇喜多秀家聞言大喜，立刻照他二人所言安排佈置。於是日軍兩萬涌出漢陽，並在弘濟院設立前哨基地。明將查大受探到日軍大批部隊出城，雖然驚訝於日軍動靜之大，但也的確認爲日軍戰力不過爾爾，不肯痛痛快快撤走，於是便先退至漢陽以北礪石峴至碧蹄館之間，以火炮、戰車環築防禦工事，全力備戰，盡顯遼東鐵軍氣概。
這次日軍小早川隆景部編有四陣，先陣由立花宗茂、高橋統增統率三千人，二陣爲小早川隆景親領八千人，三陣爲小早川秀包、毛利元康、筑紫廣門領五千人，四陣爲吉川廣家四千人。
元月二十七，丑時，立花家家老率物見番在王京以北的礪石峴發現有明軍大隊人馬蹤跡，立馬火速回報本隊。於是立花部先行，其餘各部相繼向礪石峴進發。
立花宗茂率軍趕至後，由於大霧瀰漫，立花軍便開始就食早飯並排兵佈陣，於辰時嚮明軍發起進攻。查大受令炮火齊發，以攜帶的各種老式火器發火箭散彈封鎖前線，新式火炮則遠程轟擊。
由於新式火炮射程遠在日軍火繩槍之上，日軍陣腳未立便遭火炮射擊，隊形散亂，祖承訓趁機引騎兵從兩翼殺出，擊潰日軍前部。查大受下令停止追擊，繼續加固防守，並派人向李如松飛馬報信。
李如松見查大受、祖承訓遲遲未歸，果然心中生疑。雖然他並不認爲這兩員老將率領三千精騎會直接被人殲滅，但這三千精騎可是李家軍的嫡系精銳，可輕忽不得。
因此，李如松立刻與五弟李如梅領一衆家將率一千精騎出發接應，又令部將楊元領一千精騎隨後跟進，再令二弟李如柏率遼東主力居後跟進。
此時查大受、祖承訓正在碧蹄館全力防禦，由於大部化騎爲步，陣地數次險被突破。眼見彈藥將空，士卒陣亡三四百餘，傷者亦多。
正當兩人商議是否放棄固守，恢復騎兵狀態突圍回撤之時，李如松於巳時親率一千精騎趕至。他依然是典型的李如松式戰法，直接衝擊敵陣中心所在，當場殺得日軍陣線動搖。
但其實這時的日軍中心並非小早川隆景的中軍，小早川親領的第二陣主力尚未趕到，只有小早川隆景及其旗本率先趕至。
立花宗茂急忙相迎，小早川隆景聽聞李如松僅率一千餘人趕至，根本不顧此時局面日軍劣勢，反而大喜過望：“援軍只有一千且是李如松親臨？哈哈哈哈！明軍主將李如松竟然如此輕率，真是天助我也。斬殺李如松一人遠勝過斬殺十幾名明軍將領，更勝過斬殺過萬士兵。明軍失去主將必將迅速崩潰，到時便是反擊之時。
立花宗茂欣然願往，小早川隆景立刻親自督戰，嚴令全軍合圍。立花宗茂精神抖擻，全軍出陣，所有人都得到了命令，務必斬殺明軍主帥李如松。立花家上下轟然領命。
日軍遂開始對明軍展開合圍，立花宗茂令十時連久率五百兵力正面楔入敵軍再行撤退，引誘李如松入圍。立花宗茂本人親率主力繞至明軍右翼襲擊，但十時連久準備撤出之時，負責接應的小野成幸隊卻被明軍火炮所阻擋，歷經苦戰才突入會合，與立花宗茂交替打擊李如松部。
小野成幸是小早川部下中有名的金盔勇將，縱馬呼嘯而出，直奔李如松而去。李如松正在殺敵，未曾注意到此人殺來，好在親隨李有升急忙護衛掩護李如松。李有升引馬反衝，與小野成幸大戰，卻不料未及數合，便被旁邊的日軍用撓鉤拉墜下馬，隨即被一擁而上的日軍砍爲數段。
李如松五弟李如梅見李有升如此戰死，大怒之下於遠處張弓搭箭，一箭便射殺了小野成幸。日將安東常久見小野成幸被殺，怒氣沖天，催動戰馬橫衝直撞，砍殺明軍多人。李如梅冷哼一聲，再次百步穿楊，一箭準確射中其咽喉，安東常久墜馬斃命。
日軍另一猛將小川成重殺到，與遊擊將軍李有異廝殺，連戰七八回合之後被李有異斬殺，但李有異也不慎被撓鉤拉墜下馬來，遭十數支長槍刺穿。
李如松見連損親信，也是雙目血紅大怒不已，拍馬引軍再衝敵陣，日將小野一郎前來阻攔，被李如松一擊連刀帶人砍成兩截。
日將十時連久趁李如松舊力方使、新力未接之際趕上與李如松激戰。李如松接戰便落下風，大吼一聲強行發力，這才逼退對手，但一時還難分勝負。又是藝高人膽大的李如梅出手，在兩人酣戰之際，竟然一箭射中十時連久左胸，十時連久撲通一聲墜落馬下。
血戰之後，李如松與查大受、祖承訓會合準備突圍，小早川隆景見狀不妙，再次下令前軍死戰到底，連續催促後續部隊加速前進。
此時祖承訓一馬當先，身先士卒，先後於亂軍之中力戰數場，斬殺日將久野重勝、池邊永晟；而查大受也不遑多讓，亂軍中殺了個三進三出，槍挑日將安東幸貞。
此時日軍鎧甲多爲竹製，相比明軍精鐵甲而言防護程度較低，而混戰之中的日軍鐵炮也不好發揮，原本就爲數不多，現在還難以集中火力，加之戰場地域偏狹，日軍大部難以立刻鋪開，只成批次進軍。
反觀明軍人高馬大，衝擊力十足，兼持萬曆二式騎槍和精鋼馬刀，中、近戰戰力均可謂極強，因此明軍將士得以寡敵衆，浴血奮戰之下竟然不落下風。
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