日軍自六月起由釜山出動，逐步向梁山及熊川方向逼近，由於朝鮮水軍幾乎全軍覆沒，海疆陷入無防之境，日軍可選擇進攻之地極多。
於是日軍分左右兩路，從慶尚道向全羅道進攻。右路軍由毛利秀元、加藤清正、黑田長政等領兵五萬向黃石山城出陣；左路軍由宇喜多秀家領小西行長及島津義弘等領兵五萬六千八百人出陣。八月，左路軍攻占泗川、南海、光州向南原進軍。
在原曆史上,駐守南原的除了朝鮮軍之外，還有明將楊元、李新芳、毛承先所領的三千遼兵(基本都是騎兵)，由此爆發了激烈的南原之戰。
這場仗雙方兵力懸殊之極，明、朝聯軍總計隻有不超過五千，而日軍高達五萬六千之多，足有聯軍的十一倍。與此同時，明軍本為騎兵，被迫守城無法發揮優勢，也是導致最終失敗的一大原因。
不過原曆史上的南原之戰所以戰敗，其原因眾說紛紜，明廷、朝鮮方麵各自的官方與民間說法俱非一致，實在很難分說。好在此時情況大不相同，倒也就不必詳述了。
此時的南原既然並無明軍駐守，其駐軍自然都是朝鮮軍。朝鮮全羅道兵使李福南、南原府使任鉉、駐防將金敬老、光陽縣監李春元、接伴使鄭期遠等各領本部及新征入伍共三千朝鮮軍駐守此處。
全羅道兵使李福南召集議事，南原府使任鉉說道：“應兵使之令，這兩月來南原城強已加固一丈，護城河也崛至兩丈深，所能用於駐防設障的材料已被儘數征用，隻是城內糧草不足，隻夠五天所用,眼下已請調糧，但一時間還未能送至。”
駐防將金敬老報稱：“南原城中有三門明軍留下的勝字號火炮(注：各位讀者如果還記得高務實幼年代太子去大同查勘軍械的章節，應該對此火炮分類有些印象，它們現在屬於明軍老式火炮，因此被“清庫存”送給了朝鮮)，我已將其調來部署在城樓。隻是勝字號火炮較為老舊，城中又再無其他火器，隻能期望其能對抵禦敵寇有所效用。”
光陽縣監李春元也道：“南原城外各鄉百姓已全部遷入南原避禍，但已風傳倭寇將至的消息，百姓們當中每日總有想逃難之人，而且不在少數，極難安撫。”
接伴使鄭期遠想了想，建議道：“南原軍糧不足，人心動蕩，地處開闊平原，四麵一馬平川，雖位居要地但兵力相差懸殊，不如放棄南原，移至十裡外的蛟龍山城駐防。蛟龍山城地勢險峻，易守難攻，有利於與敵寇周旋……李兵使以為如何？”
李福南表示不可，道：“南原城為全羅道外藩，一旦失守，危及全羅全道。我們駐守在此便是為防守南原，豈能棄城？我軍將士守土有責，此番也不是壬辰年那般遭受偷襲，定能以一當十，將倭寇阻攔在南原城下。
與此同時，還需立刻向全州求援，全州與南原相互呼應，若全州來援，則南原可保。至於蛟龍山城，反倒必須立刻焚毀！”
金敬老驚問為何焚毀蛟龍山城，李福南道：“南原與蛟龍山相比，蛟龍山城更具防守優勢，因此其存在必將引起軍心不穩。隻要南原城稍有不利，必會爭相撤往蛟龍山城，慌亂撤離，蛟龍山又怎能防住？
所謂置之死地而後生，焚毀蛟龍山城才能全力堅守南原。若還有誰有疑慮，就在我李福南戰死之後自行逃離，但在本兵使戰死沙場之前，若有誰敢擅自逃亡，必先死於我刀下！還請諸位各自鼓舞本部士氣，我軍必誓死堅守南原！”眾將領命。
八月十二，日軍抵達南原城外，總大將宇喜多秀家召集麾下將領，部署攻占南原的軍議。宇喜多秀家下達軍令：“藤堂高虎、太田一吉各番隊本隊隨我攻南門；小西行長、宗義智、脅阪安治、竹中重利各領本隊攻西門；加藤嘉明、島津義弘各領本隊攻北門；蜂須賀家政、毛利吉成、生駒一正各領本隊攻東門。諸位可還有什麼意見？”
小西行長道：“據報，南原城外所有民居及廟宇全被焚毀，我們在南原城外毫無掩護，且南原城牆及護城河皆有被加固開掘的痕跡，如此看來，南原早已在做布防，且此地早前曾有明軍坐鎮，說不定也會如往常一樣留下部分火器給朝鮮人用，故此戰還需謹慎。
我看重點在於殲滅李福南所部，此為南原唯一有些戰力之兵，隻要他們一垮，朝鮮其餘守兵則不足為慮。”
由於對麵沒有明軍，島津義弘就活躍起來了，他提議道：“朝鮮在南原不過三四千兵力，如今被我團團圍困，南原雖地勢開闊，但朝鮮軍不是明軍，必然不敢出城野戰，這樣一來南原隻能孤軍籠城。
我最擔心的是有援軍來救，所以從一開始我軍就必須竭儘全力，爭取以最快的速度儘早攻克南原，絕不能讓周邊臨近之朝鮮軍前來搗亂。”
宇喜多秀家頗為讚成，隨即道：“島津殿下所言極是，所謂獅子搏兔亦用全力，我們雖然占據軍力優勢，卻也不能隻顧死戰登城，還是需注重謀略，減少傷亡。
諸君切記，我們的目標是整個朝鮮，而不是隻在南原。脅板和加藤常在水軍，今日能共同出陣南原，可務必要再現賤嶽七本槍之武勇。”
加藤嘉明立誓道：“總大將請放心，此次出陣南原，我一定會率先攻入。”脅阪安治也不甘示弱：“我們早就盼望能回陸地戰鬥了，但第一個攻入南原的絕不會是加藤殿下，而是我脅阪安治！”宇喜多秀家大笑，隨即下令全軍進攻南原。
日軍進逼南原城下，漫山遍野的大軍將南原合圍。李福南守東門，任鉉守南門，金敬老守西門，李春元守北門。李福南令吹鑼放炮，傳令城中嚴禁妄費軍器。
午時有五名日兵奉命於南原東門之外的石橋處勸降，李福南見狀於外城令朝鮮軍射殺，日軍隨即轉入全麵進攻，自漆場禪院高喊前進，於城外百步之外舉火繩槍連射。
朝鮮所獲明軍勝字號火炮射程有限，威力弱小，日軍幾無損傷，朝鮮軍除弓箭連射之外，也多射發明軍留下的震天雷還擊。雙方激射一日，日軍退回。
李福南猜測道：“倭寇來勢洶洶，不計代價，夜必偷襲。任鉉、金敬老，你二人選派得力乾將分在四門外立刻布置菱鐵於濠外，作釘板暗埋於橋頭。各將在城門附近待機，一旦敵寇輕進中計，立刻出擊剿滅！”二人領命。
李春元問道：“兵使為何如此斷定敵寇必會夜襲？倭寇兵力大我十倍，白晝強攻即可，何必多此一舉？”
李福南答道：“敵寇誌不在南原而在漢陽王京，所以絕不會在南原空耗時日，必會竭儘所能，晝夜相攻，以求早日攻下南原，而我們也隻能日夜堅守待援，全力阻攔倭寇於南原城下。”
於是朝鮮軍於戰壕外遍植菱鐵，在各橋頭暗伏釘板，令各將入夜後率兵於城門待命。至二更時，日軍先頭分隊潛向各門，遭釘板菱鐵伏擊，各路朝鮮軍見狀立刻出擊掩殺。
李福南下令撤四門之橋，呐喊放炮，徹夜不絕。日軍四散縱火，數裡之內煙霧熏天，日軍於煙霧之後連發火繩槍還擊，半夜而還。
宇喜多秀家得知消息大怒：“時不我待，必須立刻拿下南原！督促各隊連夜多造雲梯，要五百架！明日填濠平路，出動箭樓各列鐵炮隊，務必將城門守兵全部射殺，一舉攻入南原城內！”
小西行長勸道：“總大將不必如此憤怒，南原絕不會重演幸州之敗，畢竟南原不過孤軍頑抗，外無強援，一兩日之內必將為我所有。”
島津義弘獻策道：“敵軍主力仍在，南原仍非輕易可破。我聞朝鮮各軍對壬辰之敗頗為不服，認為我軍是占了他們毫無防備的便宜，因此如今他們被迫困於城內，心中難免不甘。
由此我認為，可引誘敵軍出城，當我們數次攻城之後，可故作疲憊不堪之狀，儘顯混亂而退，以使敵軍認為有機可乘。同時，則派遣五千足輕，身覆黃土伏埋於地，若李福南麾下的朝鮮騎兵果然出動，則立刻圍殲，如此敵軍精銳儘失，南原唾手可得。”
宇喜多秀家詫異道：“這不是忍者之法麼？島津殿下，你怎麼會想到用這種邪術來充當戰法？身為武士，此舉可不恰當。”
島津義弘道：“忍者之法當年多次令各路大名傷亡慘重，可見極為實用，隻要能迅速殲滅敵軍主力，我們便能高枕無憂，所用何法又有什麼關係？隻是我未得忍法玄妙，應該做不到像忍者一樣出神入化，但對付朝鮮軍應該還是綽綽有餘。”宇喜多秀家應允。
八月十三清晨，日軍再圍南原，多造飛雲梯預備登城，在火繩槍掩護下填濠作路，出動箭樓俯瞰南原，以使火繩槍隊可以居高臨下。如此，南原外城守兵一時死儘，日軍趁機蜂擁登城，但數次被朝鮮軍擊退，儘顯疲憊，陣型散亂不堪，午時再退本營。
李福南欣喜不已，道：“倭寇連日激戰，我軍一直被敵壓製，倭寇必認定南原遲早陷落，以至於不顧一切強攻。我方才見倭寇敗退時皆十分疲憊，陣型大亂，應是筋疲力儘急需休整，如此正是奇襲之時。”
任鉉認為此舉過於冒險，並非萬全之計，不如還是堅守以待救。
李福南不聽，搖頭道：“堅守南原已有兩日，全州至今未援，可見是畏敵如虎、按兵不動了，不能指望！等我們全陣亡在南原，全州也不會發兵救援的。現在不能再坐等外援，隻能靠我們見機行事，不必多言，執行軍令！”
李福南遂領全部北境騎兵出城出擊，他這支騎兵是朝鮮昔日王牌軍北境騎兵所剩不多的一支。既然原先就是精銳，現在北境騎兵所剩無幾，那就更成了朝鮮軍中的寶貝疙瘩，裝備糧餉都被力保，因此戰鬥力還是不差的。
日軍見狀，很快佯裝敗退，北境騎兵追過石橋，誰知日軍竟身覆黃土伏於地麵，突而奮起，不計其數，幾乎將李福南包圍。
日將島津義弘親臨戰陣，手持野太刀領兵殺出，李福南大驚之下急令回撤，北境騎兵死傷三四百之多，倉皇退回南原。不過他退得還是夠快，以至於島津義弘未能全殲這支北境騎兵，罵罵咧咧憤恨而歸。
島津義弘回營後依然大罵不止，小西行長勸道：“島津殿下所設計謀堪稱凶險，隻是的確沒有忍者運用純熟，再加上北境騎兵到底也是頗有戰力的朝鮮精兵，能殲敵數百已經是很好的結果了。總大將，我看不如招降朝鮮軍，就讓我來對其將領勸降，讓其獻出南原吧。”
宇喜多秀家立刻斥責道：“小西！太閣殿下已有嚴令，不準再對朝鮮及明軍有任何協商，你該知道這道命令實際上就是在警告你，你還敢違抗太閣殿下的命令麼！”
小西行長辯解道：“並非協商議和，南原是我們誌在必得的，隻是若能使其出城獻降，我們也可減少傷亡。正如總大將此前所言，我們的目標是整個朝鮮，不必在此過多浪費時間，我也不會給他們時間考慮，會限他們立刻答複，若敵軍仍頑抗到底，再一舉將其殲滅也就是了。”
宇喜多秀家不欲爭辯，便叮囑道：“小西，我可以允許你這一次，但你絕不可心存僥幸或另有企圖，我會令軍中即刻準備焙烙玉，一旦敵軍不降，我便炸開南原的四門，不再糾纏也不再憐憫，我會將南原屠戮殆儘。”小西行長領命。
八月十四，小西行長命人請朝鮮軍派人至訪岩峰和議，李福南令通譯隨日軍前去，金敬老勸道：“兵使不可，領相嚴令不可與敵和議，如此必犯重罪！我等誓與敵寇戰至最後一兵一卒，死守南原，請兵使切勿因小失大！”
李福南搖頭道：“你這是何話？我怎會與敵寇和議？隻是將士們如今疲憊不堪，城中淩亂也急需休整，借此可令全軍趁機整頓兵備物資，以備大戰而已。在我們整備完畢之後，我將立刻嚴詞回絕。切記，我們隻有半日的時間可掩敵耳目。”金敬老領命。
朝鮮軍通譯抵達訪岩峰，小西行長笑道：“朝鮮此番堅守南原，實在是辛苦，我素知北境騎兵善戰，也曾親自領教。我非常渴望能親率大軍再與北境騎兵一決死戰，但並不是在這南原，而是要在漢陽王京。
這南原不過偏僻小城，你們又兵寡力弱，我軍強攻之下南原再難撐過一日，不如獻城而降或棄城而走，至少也能留性命，去包圍漢陽王京，你們以為如何？”
朝鮮軍通譯答道：“此事我不能做主，我隻是奉兵使之命前來聽你如何說辭，據實彙報，如何決斷自有兵使答複，在兵使答複之前，請停戰靜候。”
小西行長立即起身，下達最後通牒：“你們朝鮮人怎麼都是這種回答？我沒有那個耐心靜候你們答複。哼，我本沒有必要多此一舉，給予生路就該感激涕零。
你回去需將我方才所言一字不落告訴李福南，日落之前我將遣使入南原索要答複，若攔於城外，我們同樣將立刻攻城！
對了，如今城中應該很是缺糧吧？為表誠意，這裡有軍糧二十擔，你們若再戰，這二十擔軍糧也幫不了你們，隻是給李福南一個信號，讓他最好聽命，否則城中必將生靈塗炭。”
於是小西行長饋響送還，至黃昏時分日軍使者再來，被通譯引入南門，於龍門館與李福南共議。日使轉述小西行長之話：“小西大將敬告朝鮮全羅道兵使李福南，如今軍勢懸殊，南原一日可破，屆時必是人畜無存，吾受你忠勇之感，願放出生路，望於來日與貴軍一較高下。奉勸貴軍立刻獻降或棄城而走，若再無答複，悔之晚矣。”
李福南果然嚴詞回絕，厲聲道：“為將者當以馬革裹屍為榮，我也請你轉告倭寇，本將也可給他們一次機會，趁早退去還可免遭我長刀屠戮。”
日使冷笑一聲，退出城外回報，而後日軍大舉攻城。在大部掩護之下，宇喜多秀家令敢死隊分為四路奔向各門，堆砌焙烙玉以炸開城門。在朝鮮軍阻擊之下，敢死隊進展稍顯緩慢，但東門及南門仍被炸開，日軍加緊進攻，各門守軍戰死者逐漸遞增，漸漸孤危。
加藤嘉明及脅阪安治各領本隊身先士卒，數次攻入城內，城中百姓奔走哭泣，彼此哀嚎。到了入夜之後，突然下了大雨，但日軍不管不顧，乘暗再度冒雨攻城，激戰至子時方退。
八月十五，南原守兵已不足一千，彈儘糧絕，日軍攻入南原。李福南見狀，拉著南原府使任鉉道：“南原已破，當務之急你我應儘快領本部撤往全州與那裡的我軍會合，漢陽、星州、忠州也會發兵援助我們……事不宜遲，再晚必喪於倭寇之手，如今你我已為南原拚儘全力，唯有留得性命再向倭寇複仇。”
任鉉驚異萬分：“兵使為何前後判若兩人？為堅守南原，兵使已將蛟龍山城全部焚毀，為何如今又要撤往全州？事已至此，我身為南原府使，當與南原同生共死，全軍將士都已立下誓言，請兵使也務必與敵血戰到底！”
李福南苦勸道：“南原已破，再難堅守，我們已堅持到了最後一刻，何必讓將士們白白送死？此時撤退並非臨陣脫逃，而是為來日能重整旗鼓！你身為府使更是肩負重任，更應顧全大局！”
任鉉堅辭不去，搖頭道：“還並未堅持到最後一刻！現在撤兵隻會軍心大亂，而且撤往全州也停不下來。您此時撤走朝廷有無懲戒我不知道，但我身為府使，此時撤走必然難逃一死，我任鉉必與南原共存亡！”
李福南聽後隻好不再多言，任由任鉉離去。日軍攻入南原後轉入巷戰，朝鮮守軍中防禦使吳應井、駐防將金敬老、彆將申浩、南原府使任鉉、通判李德恢、縣監李元春先後戰死。
李福南領手中最後的北境騎兵五百，奪了西門縱馬而出，趁間隙突圍而走。此次突圍也不順利，突圍之後他身邊僅剩五十騎，幾乎就是僅以身免。
至於其餘南原守兵則被全殲，日軍連一個活口都沒給他們留下。而日軍自身損失也十分嚴重，死傷七千有餘。正因如此，日軍在奪占南原後立刻屠城一日以泄憤，南原小城之中朝鮮軍民由是儘絕。
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