万历二十年，日本文禄元年，十月二十九。
朝鲜水军李舜臣、李亿祺二将率领船队从丽水港扬帆启航，次日与元均船队会合，三道水军聚兵一处，此时总量为大战船七十四艘、挟船九十二艘、龟船五艘，共计一百一十七艘战船，堪称朝鲜水军主要作战力量。
船队经多大浦、西平浦、绝影岛等处，于十一月初四到达釜山浦附近。李舜臣远远望见釜山浦内似乎并无多少敌船，心生不免疑惑，便令郑运仔细探查。
郑运得令后立刻行动起来，不多时便探查出釜山浦内仅有日本中小战船十几艘停泊，其余日军全部都在岸上。
郑运大喜道：“出发之前听闻釜山浦内已有倭船两百艘以上，堪称劲敌，而以如今情形来看，这些倭寇定是担心自家战船在港内停泊会被我军全部击毁，早已仓皇撤出釜山了！幸好幸好，还有十几艘未能撤出。
不过，既然倭寇对我军已如此恐惧，那么此战也不会什么悬念了。只是我军还需谨记军令，入港后先行全力射杀岸上敌寇，注意防备倭寇铁炮。至于何时登岸收复釜山，各船各部切记一定要听总水使号令。”部将们轰然领命。
釜山城内，九鬼嘉隆见朝鲜水军已逼近釜山浦，立刻下令全军只许进行零散射击，引朝鲜船队全部入港。
果不其然，先锋郑运见倭寇抵抗节奏十分混乱，不疑有他，立刻下令先锋船队突入釜山浦，而李舜臣也紧随其后。
李舜臣心中暗忖：釜山为倭寇重地，为何不见大量倭船停泊？此处倭兵虽多，但抵抗却散乱不一，又是何原因？转念一想，又想到还是应先集中战力、火炮抢先摧毁工事，再看是否可以登陆作战为妥。
于是李舜臣便传下军令，以龟船居前掩护，领主力跟进杀入釜山，三道水军战船陆续开入釜山与日军进行互射。
来岛通总见朝鲜船队已大部分涌入釜山浦，便向九鬼嘉隆发射信号。九鬼嘉隆得信，立刻下令全军全力还击。
釜山浦三面岸防凭借关墙险要及暗堡、狭间等火力点疯狂向朝鲜水军发射铁炮，一时间每轮皆有数千余铁弹如雨似瀑般喷射而出，居高临下的火力顷刻间便将朝鲜各战船覆盖。
朝鲜战船皆被大筒火力覆盖，上岸士兵则被火枪点名，无论陆海皆死伤众多。釜山浦新近增援而来的岸防火炮及所缴获朝鲜火炮一起发威，对朝鲜水军战船猛烈打击，除对船体伤害外，来岛通总还下令着重轰击朝鲜战船的桅杆及撸桨，使其不能移动或不便移动。
朝鲜水军也分列四队对日军予以火炮、火矢还击，五艘龟船也奉命逼近岸边游戈，射杀敌寇。整个釜山浦硝烟弥漫，火光冲天，杀声四起，炮声阵阵，硝烟火雾几乎笼罩了整个釜山浦，甚至导致两军互相之间难以轻易辨认方位，不久后转入乱射对战。
不过即便如此，日军凭借坚固的防御工事以及险要构造的日式城防体系，总体伤亡相对朝鲜水军而言几乎微不足道。
虽然停留在港内的十几艘日军战船早已被朝鲜炮击击沉，但对于日军来说毫无所谓，因为这些船只都是在此前战斗中受到过较重损伤、难以彻底修复的破船，只是装点一番作为靶船来用的废物罢了，没必要心疼。
九鬼嘉隆见朝鲜水军已被牵制，断定胜利在望，便再度下令全军保持射击，注意连、段节奏。在连绵战火中，有数次朝鲜战船都逼靠到了岸边，与日军抵近射击、陷入混战，但终究力不能敌，数次登岸的军队皆被日军消磨、歼灭。
李舜臣此时已知中计，下令全军撤出釜山，但此时朝鲜水军各级将领及士卒在日军密集火力中坚持作战，已然多有死伤，如先锋郑运就在指挥作战中不幸被日军铁炮射中，当场毙命。
李舜臣见郑运战死，严令抢夺郑运尸体出港。庆尚道元均见有令撤退，当先率领船队撤出釜山，李亿祺也紧随其后领船队撤出。