藤堂高虎与元均船队相遇后故技重施，再度调转方向撤离。朝鲜众将皆劝此必为诱敌，绝对不可追击，元均却苦笑道：“我知此为倭寇诱敌之计，但眼下王命难违，我军如若再退，我等同样难逃一死。横竖都是死，那不如与敌全力一战！
诸位，我军的火力仍在倭寇之上，这就是我们的倚仗，鼓起勇气来！随我杀退倭寇，将他们全部水葬！”显然，此时的元均已有视死如归之心，明知必然中计但因担忧被朝廷严惩，也只能下定决心领全军继续追击。
朝鲜水军于十五日晚到达巨济岛海峡的漆川梁附近，十六日拂晓追击藤堂高虎进入漆川梁。漆川梁水域极为狭窄，元均虽然追来但也不敢轻进，只派少数船只进入试探。
藤堂高虎船队见状停止行驶，以五艘铁甲安宅船正面迎向朝鲜水军，号令全队持续向朝鲜战船射击。元均于外观察良久，并未探查到异样，为尽快歼灭藤堂高虎，元均终领水军全部向藤堂高虎逼近。
待朝鲜水军全部进入漆川梁后，岛上的日军物见番立刻发出烟火信号，胁坂安治及加藤嘉明领所部水军渐渐封堵海口，向内快速逼近。
此时藤堂高虎的诱饵船队面对朝鲜水军的火炮已苦不堪言，但即便腹背受敌，朝鲜水军在狭窄海域内却不能有效展开，无法形成快速歼灭之势。好在当他们发现日军四面合围之时，朝鲜水军在此处的火力也足以暂时应对，元均当即下令阻击来犯之敌，同时出动三艘龟船冲入敌阵。
然而就在此时，海峡两岸大批日军突起，日将岛津义弘、小西行长领兵五千占据有利地形及沿岸险要，以陆上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，他只能表示说理当如此。
但李德馨担忧即便李舜臣官复原职，如今所能率领的战船也所剩无几，李昖听后也暗自神伤。
左议政金应南此时道：“我军水军虽然损失惨重，但诸位似乎忘了一件事，明国方面从一开始就调集了一支水军准备来朝作战的，他们前一次因为在山东整训太久，没能赶上大战，这一次难道还赶不上么？
臣下建议立刻联系宋经略，他所部陆师要走是高阁老之命，他也违抗不得，那也就罢了，可是山东那支原本就打算来朝迎战倭军水军的舰队这次总该来了吧？
北洋海贸同盟的船队都已经那般强大，想必这明军水师自然更不必说，一旦陈璘提督水师来援，再有李舜臣从旁指点水文海况，击败倭军水师必然易如反掌！”
此说一出，大家才恍然想起还有这么一条大腿，连忙纷纷表示赞同，于是李昖赶紧派人去追宋应昌，请他通知陈璘赶紧来援。而另一面，接朝鲜王的王令，李舜臣也得以官复三道水军统制使。
朝鲜水军自漆川梁惨败后，整一个颓废丧志，每日只在虚度光阴，此时忽见李舜臣出现，顿时群情振奋。李舜臣在营中点兵，高声喊道：“只要我们还在就不能说水军灭亡，船可以再造，只要有一人仍有斗志，水军便在！诸位，我们不仅仍在，还将日渐壮大，向倭寇复仇，保卫家国！
裴兴立、宋希立，立刻整理各水营情况向我汇报，李主簿和崔军官，你二人汇总火药、火炮、枪支情况，除重伤兵外立刻组织训练！
造船需要一定的时间，但时不我待，需要日夜赶工，望诸位尽心尽力，朝鲜安危尽在我等肩上，切记切记。”
在他的激励之下，朝鲜水军轰然领命。
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