露梁海戰主條目：露梁海戰11月，日軍無心戀戰，由蔚山撤離，明軍分道進擊。加藤清正率乘船撤退。明軍由陳璘提督水師，副將鄧子龍、遊擊馬文煥等皆由其統屬。以戰艦數百，分布忠清、全羅、慶尚各個海口。就在日軍將領撤退之時，陳璘派遣鄧子龍偕同朝鮮李舜臣聯合出擊，在露梁海上截擊想援救小西行長的日軍援軍立花宗茂、島津義弘、小早川秀包、宗義智、寺澤廣高等部。鄧子龍率三巨艦向日軍進攻，並自為前鋒，與日軍決戰。戰鬥時曾攜壯士三百人躍入朝鮮戰艦以救援，直前奮擊。但其他戰艦卻誤擲火器於鄧子龍的戰艦，使戰艦起火，結果鄧子龍戰死。而李舜臣領兵來援，率龜甲船衝入敵陣，卻被日軍包圍，結果身中流彈而亡，他死前叮囑不許張揚，並把軍旗交給其子代為發號施令，以繼續戰鬥。隨後副將陳蠶、季金等領軍趕至，夾擊日軍，日軍則因為成功讓小西行長脫困而且戰且退。而得以逃脫登岸的日軍又為明朝所殲。這時劉綎方進攻小西行長，並奪取橋寨，陳璘以艦隊一同攻擊，再焚燒日軍戰艦百餘艘。小西行長的友軍島津義弘引艦隊來援，陳璘亦將其擊敗，結果來援日軍隻得揚帆退去，立花宗茂則作為殿後接應小西行長讓其於日軍成功撤退。
結束12月，仍然留在朝鮮的日本殘兵再次由乙山偷渡，但因為崖深而道淺，將士不敢進。結果陳璘在夜裏潛入，向其連珠炮發，日軍隻得逃去，陳璘更領明軍追擊。大明萬曆二十七年四月，明軍班師回朝，神宗皇帝陛下升座午門，接受都督邢玠等獻上的日本俘虜六十一人，都“付所司正法”，砍下來的敵人的頭顱傳送天下。同日，神宗皇帝接受百官朝賀，祭告郊廟，把獻祭祖先的果酒都分賜給了內閣官員們。次月，頒平倭詔詔告天下。“奉天承運，皇帝詔曰：朕纘承洪緒，統理兆人，海澨山陬，皆我赤子，苟非元惡，普欲包荒。屬者東夷小醜平秀吉，猥以下隸，敢發難端，竊據商封，役屬諸島。遂興薦食之誌，窺我內附之邦，伊歧對馬之間，鯨鯢四起，樂浪玄菟之境，鋒鏑交加，君臣逋亡，人民離散，馳章告急，請兵往援。朕念朝鮮，世稱恭順，適遭困厄，豈宜坐視，若使弱者不扶，誰其懷德，強者逃罰，誰其畏威。況東方為肩臂之藩，則此賊亦門庭之寇，遏沮定亂，在予一人。於是少命偏師，第加薄伐。平壤一戰，已褫驕魂，而賊負固，多端陽順陰逆，求本伺影，故作乞憐。冊使未還，凶威複扇。朕洞知狡狀，獨斷於心。乃發郡國羽林之材，無吝金錢勇爵之賞，必盡弁服，用澄海波。仰賴天地鴻庥，宗社陰騭，神降之罰，賊殞其魁，而王師水陸並驅，正奇互用，爰分四路，並協一心，焚其芻糧，薄其巢穴。外援悉斷，內計無之。於是同惡就殲，群酋宵遁，舳艫付於烈火，海水沸騰，戈甲積於高山，氛浸淨掃，雖百年僑居之寇，舉一旦蕩滌靡遺。鴻雁來歸，箕子之提封如故，熊羆振旅，漢家之德威播聞，除所獲首功，封為京觀，仍檻致平正秀等六十一人，棄屍稿街，傳首天下，永垂凶逆之鑒戒，大泄神人之憤心。於戲，我國家仁恩浩蕩，恭順者無困不援；義武奮揚，跳梁者雖強必戳。茲用布告天下，昭示四夷，明予非得已之心，識予不敢赦之意。毋越厥誌而幹顯罰，各守分義以享太平。凡我文武內外大小臣工，尚宜潔自愛民，奉公體國，以消萌釁，以導禎祥。更念彤力殫財，為日已久，嘉與休息，正惟此時，諸因東征加派錢糧，一切盡令所司除豁，務為存撫，勿事煩苛，谘爾多方，宜悉朕意。”編輯本段影響明朝根據1569年兵部侍郎譚綸的記載，明朝全國軍隊定額為313萬8300人，而實際上是84萬5000人。推測北邊服役的軍士為50萬人，馬匹10萬匹，這些數據是根據黃仁宇所著《16世紀明代中國之財政與稅收》中引述大明會典與皇明經世文篇所推估的。而如果到神宗時的軍隊數目不變的話，援助朝鮮的16萬6700餘人的兵力等於是動員了明朝19.72%的兵力，這個數字不可說是不大，尤其是對於一個農業國家而言。就支出的經費方麵，對於明朝也是一個巨大的負擔，明朝稅收有一個特性是稅率極低，據統計稅率在5.5%~12%之間，所以一般正常情況下，政府稅收是無法支應突發狀況，而援助朝鮮的支出在實質上是由太倉庫支應的，太倉庫在1592年時有700萬兩，每年流入是約當209萬2000兩，以軍費而言，一年支出平均是240萬兩左右，也就是援助朝鮮的支出造成了太倉庫的赤字，再考慮到萬曆三大征發生的年代幾乎都接近，這也就是為何在神宗過世後，根本上太倉庫是已經完全匱乏的原因，也造成財政的紊亂。萬曆朝鮮戰爭奠定了東亞300年的格局，推遲了日本的侵華野心，《明史》稱之為“東洋之捷，萬世大功”。但同時也記載明朝“喪師數十萬，糜餉數百萬，中朝與屬國迄無勝算，至關白死而禍始息。”因此也有人認為兩次支援朝鮮加速了明朝的滅亡，除了長期的遠征帶給國力日衰的明朝沉重負擔之外，清太祖努爾哈赤也在“文祿·慶長之役”中仔細的觀察了明軍的作戰方式，使他在日後的對明戰役中占有了優勢。