藤堂高虎船隊見狀停止行駛，以五艘鐵甲安宅船正面迎向朝鮮水軍，號令全隊持續向朝鮮戰船射擊。元均於外觀察良久，並未探查到異樣，爲儘快殲滅藤堂高虎，元均終領水軍全部向藤堂高虎逼近。
待朝鮮水軍全部進入漆川梁後，島上的日軍物見番立刻發出煙火信號，脅坂安治及加藤嘉明領所部水軍漸漸封堵海口，向內快速逼近。
此時藤堂高虎的誘餌船隊面對朝鮮水軍的火炮已苦不堪言，但即便腹背受敵，朝鮮水軍在狹窄海域內卻不能有效展開，無法形成快速殲滅之勢。好在當他們發現日軍四面合圍之時，朝鮮水軍在此處的火力也足以暫時應對，元均當即下令阻擊來犯之敵，同時出動三艘龜船衝入敵陣。
然而就在此時，海峽兩岸大批日軍突起，日將島津義弘、小西行長領兵五千佔據有利地形及沿岸險要，以陸上火炮開始向朝鮮戰船之上連續射擊，同時還在距離較近之處投擲焙烙玉。藤堂高虎的誘餌船隊也仗着鐵甲安宅船之堅固再度奮起反擊，日軍至此已經完成了對朝鮮水軍的徹底包圍。
日軍此次多爲快船，但船隊中還加入四艘“大坂新艦隊”中抽調的鉅艦，也就是改裝過後的京華武裝運輸艦。
此時前有藤堂高虎火力掩護，兩側沿岸有日軍火炮及火繩槍隊列密集射擊，前後有“新艦隊”四艘鉅艦以大炮射擊，朝鮮炮手因此多有負傷，船甲破裂，風帆被毀，甲板洞穿甚至起火。
但即便如此，朝鮮一百七十餘艘戰船的火力仍給日軍造成了一定的傷亡，只是倭船中的“新艦隊鉅艦”、安宅、關船大都已身覆鐵甲，因此朝鮮龜船也很難輕易對日本鐵甲船造成重創，至於那四艘鉅艦更是所向披靡，堅不可摧的存在。
再加上朝鮮船隊集中於狹窄海域，行動不便，很快又被日軍的快船隊迅速接近實施接弦戰，近戰能力遠不及日軍的朝鮮水軍頓時便有不少士卒跳海逃生，結果大半被日軍火繩槍隊點名射殺。
元均見勢不好，又下意識地下令突圍，可惜此處已然是絕地，哪裏還能逃得掉？最終元均被日軍火繩槍命中陣亡，朝鮮陣亡水軍士兵數千人，一百五十餘艘戰船被日軍或是擊沉，或是俘獲，僅剩慶尚道右水使與宋希立率領十二艘戰船得以僥倖突出重圍，逃出生天。
戰後巨濟島方圓十五里內再無朝鮮船隻，朝鮮水軍遭受了近乎毀滅性的重創，水軍士氣徹底崩潰，再難進行任何海戰。而日軍方面則得以按照預定計劃，水陸並進向全羅道進軍。
漆川梁敗後，接到戰報的朝鮮王李昖驚惶不安，整個人的精神都幾乎垮掉了。李德馨勸道：“殿下，水軍全軍覆沒雖然十分慘痛，但此時卻萬萬不可氣餒。倭寇肅清水軍，很快便將從釜山及其餘港口侵入全羅道，然後北上攻向王京，眼下最急需的是立即應對。”
李昖急忙說道：“正是如此，正是如此，你們趕快去辦，調發我們的軍隊，還有李舜臣，寡人差點就忘了他，還是……先讓李舜臣官復原職吧。領相認爲如何？這樣才如挽回局勢吧？”
到了這個時候纔想起李舜臣，領議政柳成龍心中百感交集，但事到如今，他只能表示說理當如此。
但李德馨擔憂即便李舜臣官復原職，如今所能率領的戰船也所剩無幾，李昖聽後也暗自神傷。
左議政金應南此時道：“我軍水軍雖然損失慘重，但諸位似乎忘了一件事，明國方面從一開始就調集了一支水軍準備來朝作戰的，他們前一次因爲在山東整訓太久，沒能趕上大戰，這一次難道還趕不上麼？
臣下建議立刻聯繫宋經略，他所部陸師要走是高閣老之命，他也違抗不得，那也就罷了，可是山東那支原本就打算來朝迎戰倭軍水軍的艦隊這次總該來了吧？
北洋海貿同盟的船隊都已經那般強大，想必這明軍水師自然更不必說，一旦陳璘提督水師來援，再有李舜臣從旁指點水文海況，擊敗倭軍水師必然易如反掌！”
此說一出，大家才恍然想起還有這麼一條大腿，連忙紛紛表示贊同，於是李昖趕緊派人去追宋應昌，請他通知陳璘趕緊來援。而另一面，接朝鮮王的王令，李舜臣也得以官復三道水軍統制使。
朝鮮水軍自漆川梁慘敗後，整一個頹廢喪志，每日只在虛度光陰，此時忽見李舜臣出現，頓時羣情振奮。李舜臣在營中點兵，高聲喊道：“只要我們還在就不能說水軍滅亡，船可以再造，只要有一人仍有鬥志，水軍便在！諸位，我們不僅仍在，還將日漸壯大，向倭寇復仇，保衛家國！
裴興立、宋希立，立刻整理各水營情況向我彙報，李主簿和崔軍官，你二人彙總火藥、火炮、槍支情況，除重傷兵外立刻組織訓練！
造船需要一定的時間，但時不我待，需要日夜趕工，望諸位盡心盡力，朝鮮安危盡在我等肩上，切記切記。”
在他的激勵之下，朝鮮水軍轟然領命。
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