火炮开始向朝鲜战船之上连续射击，同时还在距离较近之处投掷焙烙玉。藤堂高虎的诱饵船队也仗着铁甲安宅船之坚固再度奋起反击，日军至此已经完成了对朝鲜水军的彻底包围。
日军此次多为快船，但船队中还加入四艘“大坂新舰队”中抽调的巨舰，也就是改装过后的京华武装运输舰。
此时前有藤堂高虎火力掩护，两侧沿岸有日军火炮及火绳枪队列密集射击，前后有“新舰队”四艘巨舰以大炮射击，朝鲜炮手因此多有负伤，船甲破裂，风帆被毁，甲板洞穿甚至起火。
但即便如此，朝鲜一百七十余艘战船的火力仍给日军造成了一定的伤亡，只是倭船中的“新舰队巨舰”、安宅、关船大都已身覆铁甲，因此朝鲜龟船也很难轻易对日本铁甲船造成重创，至于那四艘巨舰更是所向披靡，坚不可摧的存在。
再加上朝鲜船队集中于狭窄海域，行动不便，很快又被日军的快船队迅速接近实施接弦战，近战能力远不及日军的朝鲜水军顿时便有不少士卒跳海逃生，结果大半被日军火绳枪队点名射杀。
元均见势不好，又下意识地下令突围，可惜此处已然是绝地，哪里还能逃得掉？最终元均被日军火绳枪命中阵亡，朝鲜阵亡水军士兵数千人，一百五十余艘战船被日军或是击沉，或是俘获，仅剩庆尚道右水使与宋希立率领十二艘战船得以侥幸突出重围，逃出生天。
战后巨济岛方圆十五里内再无朝鲜船只，朝鲜水军遭受了近乎毁灭性的重创，水军士气彻底崩溃，再难进行任何海战。而日军方面则得以按照预定计划，水陆并进向全罗道进军。
漆川梁败后，接到战报的朝鲜王李昖惊惶不安，整个人的精神都几乎垮掉了。李德馨劝道：“殿下，水军全军覆没虽然十分惨痛，但此时却万万不可气馁。倭寇肃清水军，很快便将从釜山及其余港口侵入全罗道，然后北上攻向王京，眼下最急需的是立即应对。”
李恒福也劝道：“虽然明军驻防军北撤辽东整训，但此前麻提督在丹东的大军已经整训了许久，值此危机时刻应该立刻向他请援，他毕竟是平倭提督，总不能不救吧？当然，我们也需要调派大军与即将到来的明军共同防御。”
李昖急忙说道：“正是如此，正是如此，你们赶快去办，调发我们的军队，还有李舜臣，寡人差点就忘了他，还是……先让李舜臣官复原职吧。领相认为如何？这样才如挽回局势吧？”
到了这个时候才想起李舜臣，领议政柳成龙心中百感交集，但事到如今，他只能表示