不利於明朝騎兵臨陣衝殺，李如松一面且戰且退，撤往北部，一面急派飛馬回營，命明軍主力全速進軍。
退卻中的李如松在戰鬥中指揮有方，大量消耗日軍戰力，但由於敵我懸殊之況，一時無法根本改變戰鬥格局，三千明軍陷入被分割包圍的境地。
日將小早川隆景率部進行正面衝擊，但其三千先鋒部隊被成功壓制。
立花宗茂所部移動至明軍右側，佔領山地，並以鐵炮炮轟明軍右翼，立花宗茂軍中一金甲小將嚮明軍衝鋒，眼見一位將軍，便與其單槍對戰，這位將軍便是明朝總兵官李如松，但這一勇武小將很快被李如梅遠距離射殺。
混戰之中，明軍左翼也遭圍攻，日將毛利元康等人傾巢突擊。
六 日軍陷入全線被動（2）
李如柏、李寧、查大受、張世爵等明軍高、中級將領親自策馬揮刀作戰。
李如松又遭小早川隆景部下井上景貞來犯，李有聲將軍為護衛主講，英勇戰死。立花宗茂兩位親信部將也被明軍斬殺，小早川秀包八名家臣全部身亡。
小早川隆景率部試圖加入吉川廣家、宇喜多秀家、黑田長政軍陣，欲以絕對優勢兵力衝擊明軍騎陣。
數千明軍精銳對陣四萬日軍兵團，兩軍從午後交戰惡殺至黃昏時分，明軍被壓制在碧蹄館之一隅。戰鬥進行到最慘烈階段，明軍僅剩鐵騎數百，彈藥全部耗盡，但大明軍旗依然屹立不倒。
明軍身陷險境之時，左協大將楊元率援軍馳臨碧蹄館。楊元衝破日軍，搶佔被圍明軍右側山地，李如松麾下火炮隊發炮轟擊日軍，對日軍形成夾擊之勢，小早川隆景陣地首先被明軍突破。受到明軍有力反攻之後，日軍撤回王京。
碧蹄館一戰，據中國史料記載明軍傷亡兩千五百人，日軍死亡超過八千人；朝鮮史料則顯示中日雙方兩軍各死傷五六千人；日本戰史則認為該戰明軍總共投入兵力不下兩萬人，明軍戰亡六千人，另據日本《立花家傳》、《武將列傳》記載，日軍陣亡將領多達十五名。
碧蹄館戰後，李如松乘勝追擊，向漢城方向推進三十里，與十二萬日軍對峙；日軍官兵領略到明軍的武勇和超強火力，再加上無法判斷明軍規模，只能龜縮於漢城城中，不予接戰。而李如松所部親兵也死傷慘重，無力展開強攻，加之明軍得到錯誤情報，聽聞加藤清正率日軍第二軍團進攻平壤，經過三天對決，李如松遣軍撤退，回到開城。
日軍反應也非常迅速，他們保留有限兵力守衛漢城，派出絕大部分主力圍攻開城，面對這三倍於己的日軍攻勢，李如柏全面統馭，組織反擊，開城城牆幾經易手，雙方損失慘重，日軍無奈只能再次退守漢城。
李如松則整備兵力，移駐平壤。
進入2月，約兩萬日本兵力轉攻朝鮮軍隊防守的幸州山城，該地位於王京西北部，為京城門戶。朝鮮守將權慄以寡敵眾，致使多名日將負傷，日軍撤退。
同時，李如松立即組織新一輪攻勢，這一次，他不打算派出大規模兵團，而是實施釜底抽薪策略，計劃焚燬漢城附近的龍山大倉。龍山大倉本為朝鮮國倉，囤積著朝鮮在戰前數十年的糧食，王京淪陷之後，龍山大倉成為日軍主要糧庫，日軍後續援助糧草也都囤於該處。
查大受、李如梅等人受命，率七百名敢死隊員，迂迴穿插，深入日軍腹地，於深夜奇襲龍山大倉。十三座大倉、數十萬石糧食，一夜之間被明軍悉數焚燬。戰役勝利結束後明軍敢死隊僅剩數人。但龍山一戰，明軍僅以數百人的代價就使日本侵朝大軍陷入全線被動境地。
4月18日，日軍陷入糧草不繼的境地，全軍被迫撤出漢城。李如松於第二天整軍進入王京。
至此，王京、開城、平壤“三都”全部光復。
5月，劉鋌率