次日一早，日军又集中一万兵力再攻晋州，大股日军推动有些类似偏厢车而略小的木车前进，以尽量避挡朝鲜火力。
日军中央军阵有组织地进行全方位铁炮射击循环，与朝鲜火力形成相持，在日军逼近晋州近二百步时，日军主力突然冒死突击，在铁炮掩护下搭建云梯攀登城楼。
朝鲜军近处扔砸滚石檑木，持顶杆推梯以阻击攀登城楼的日军，并继续以弓箭、火炮及火绳枪射杀。为固守城门不失，金时敏更特意强调优先射杀携带焙烙玉的日兵，城中百姓也纷纷承担运送兵器弹药、救治伤员等事务。晋州朝鲜军经过此前一段时间的日夜训练，战力战意都大为增强，这次竟与日军战至午后而几乎不落下风，令两军高层都颇为震惊。
不过，日军兵员数量上的优势终于还是发挥了作用，到了下午，大批日军攀上城楼与朝鲜军大战，朝鲜方面的局势转为危急。
金时敏令火绳枪手退至城内，再次号召军民共守晋州，数千百姓身穿军服，协同官军在晋州城楼与日军展开血战。
战至几近黄昏，日军陆续攀登，并已经有人开始摸到城门之后，有意图打开城门放日军主力进城之意。
此时，义军方面的郭再佑依照军令，领庆尚道义军一千二百人绕道日军背后发起突袭。日军忽然遭遇两面夹击，难免心生慌乱，不过好在经验丰富，很快在日军大批有经验的基层武士指挥下撤出晋州，甚至反冲郭再佑所部。
郭再佑见状也不纠缠，领军遁入山中不与日军死磕，而日军也不恋战，为避免再遭伏击，同样撤回本营。
细川忠兴见日军不听军令自行撤退，且最终一算战果，居然阵亡两千，顿时大怒，责令领队武士头目剖腹自尽。
事后，木村重兹道：“由今日之战，可见晋州城已早有防备，远非昌原之战可比，我们也不能再在阵幕等待消息，应亲赴战场指挥作战。这样吧，我愿亲领前队拿下城门，斩下金时敏首级。”
长谷川秀一沉沉摇头，道：“不可鲁莽，朝鲜军如今不仅拥有大筒，甚至还拥有与我们所配相似的铁炮，已经变得十分危险。我就纳闷了，这铁炮构造精巧，朝鲜怎么也能制作？
我想，这应该是加藤清正麾下冈本越后守投降朝鲜以后所为，哼，这个背主小人竟然如此卖力讨好朝鲜人，真是令人不齿。”
细川忠兴对此却不以为意，道：“即便朝鲜也拥有铁炮，但毕竟用法不如我军纯熟，而且从今日战况来看，其铁炮数量也少。不过，倒如木村殿下所言，晋州已早有防备，还是要兴大兵、动真格才行，明日你我三人皆当出阵，定要攻下晋州城！”
初六，细川忠兴、长谷川秀一、木村重兹亲领日军主力，分批次全力进攻晋州城。战场战况与前日基本相同，双方火力全开，战场硝烟滚滚，经久不散，但日军在三位主将的指挥下对进攻方向、火力分配都根据战况及时作出了合理调整，加之日军人多势众，兵甲精良，训练有素，登上城楼者数不胜数，更成功使用焙烙玉炸开城门。
这些优势使得日军一度攻入晋州城内，铁炮队随后跟进，眼看就要落城。然而金时敏领官军拼死力战，杀敌众多，城中百姓无论老幼妇孺也全数奋起抗击，居然仍使日军陷入胶着。
晋州城外，长谷川秀一大怒，一声令下，日军后续部队也陆续跟进。偏偏又在此时，突见四面伏兵大起，有郭再佑所属的庆尚道义军千人，还有崔庆会、任启英所率领的全罗道义军二千五百余人，三路大军从三个方向向日军杀来。
义军突然而至，看起来又漫山遍野，慌乱之中一时间也难以辨认兵力数量，日军既担心腹背受敌，又担心被围在城下进退两难，只能下令及早撤军，先跳出包围圈再说。
当日深夜，细川忠兴、长谷川秀一、木村重兹再次于营中议事。
细川忠兴眉头大皱，很不痛快地道：“真没想到晋州城居然如此难攻，城中百姓如同发疯一般，我看朝鲜既然如此顽强，想要攻克晋州，恐怕就必须得把城中军民全部杀戮殆尽才可无忧了。”
长谷川秀一对此战却深感忧虑：“此前各军从未遇到这般舍命抵抗的朝军，可见这晋州的确已经坚定战斗信念，这些信念将会化为强悍的力量，我担心我军此战将会付出重大伤亡。”
木村重兹却不信日军会输在信念上，他抬起下巴傲然道：“勿要如此忧虑，我军同样拥有坚定之信念，晋州血战正好能考验信念的力度！只是不知朝鲜的信念能坚持到多久？我想，明日再攻一次，应该就能见到分晓。”
正说话间，各路义军突然夜袭日军阵幕，不过日军对此早有防备，他们层层设防，激战半个时辰终于击退义军。此时夜色昏暗，而义军撤退过速，日军也难以继续搜寻。
此后三天，日军暂停进攻晋州，而是稳稳立住大营，一面休整，一面四处清剿和驱逐义军。只可惜日军着实非常缺马，就连物见番(侦察队)都是靠自己两条腿赶路。相较于产马的朝鲜，这种侦查效率只能导致日军大部分时候被义军牵着鼻子走，极少时候才能抓到义军尾巴，收获一点战果。
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