事情到了这一步，那还犹豫什么呢？明军将领自然纷纷请战，高务实便顺势发布了此前的那些命令。又是三日之后，也就是各军将领都回到自己所部之后，明、朝联军兵分三路，向蔚山、东来、梁山三个据点同时全力出击。
明、朝联军在第一次进攻岛山双子城失败以后，很快在高务实的调度下得到了来自国内的增援补充，火器损失已经重新补齐，兵力同样齐装满员，达到了十万以上。
同时，朝鲜方面掌权的北人党或许是因为上次被高务实敲打了一番，这次还非常主动地迅速调来了两万多人的军队，且表示这些人可以完全由明军指挥。
其实朝鲜军的主力早就没剩几个了，这些人基本都是从朝鲜各地拼凑而来，来源也复杂，有些是各地零散的官军，有些是从义军收编，还有极个别算是家丁——北人党打压南人党之后，南人党不得不献出的家丁。
高务实和其他将领都知道这些朝鲜军不顶什么用，不过高务实又考虑到接下去的作战中有一部分需要做戏，而战场上做戏怎么着也需要一些炮灰，因此也就没有拒绝。甚至，他还让这批跟叫花子差不多的朝鲜军去领取了一套明军的鸳鸯战袄，后续也跟随明军作战。
很快各军就位，明军(包括换装了鸳鸯战袄的朝鲜军)分为东路军、中路军、西路军、水军四路，分头并进开始新一轮进攻。
东路军攻蔚山(实际是岛山)，中路军攻梁山，西路军和水军共同进攻东来。
东路军由麻贵指挥，共计约39500人(明军34000人，朝军5514人)，于九月二十一誓师，二十二日进击至岛山城。但由于加藤清正、小早川秀秋两部兵力充足却坚守不出，加之城防已被修缮，故明军依然未能快速取得有效进展。
不过，由于在朝日军于十月十五收到了回国的命令，故加藤清正在又坚守了近一个月之后，终于找到明军稍稍后撤修整的机会，在夜间悄悄撤出蔚山，退向釜山。
不过这一次，加藤清正却不知道明军有甲斐姬的提醒，这次修整的明军没有全撤，侦察力度更是拉满。
因此，他和小早川秀秋一撤出倭城便被发现，结果在撤回途中被麻贵痛击，尤其是李如梅部发挥了骑兵方面的极不对称优势，打得加藤清正和小早川秀秋损失惨重。战后统计，日本两军合计损失九千七百余人，差点上万。
进攻东来的明、朝联军共约四万，由明军将领董一元率领，其中还有努尔哈赤所领的女真联军。
东来位于日军防线中的釜山和梁山中间，如过此地率先陷落，则北边梁山的小西行长所部将被明军分割包围。而如此重要的一个据点，仅仅只有岛津义弘和岛津忠恒所率领的岛津军7000人——其中真正的岛津军还只有3000，剩下4000是丰臣秀吉派给他的。
而义弘又否决了向宗义智军和立花宗茂军求援的计划，故而此战岛津义弘是在绝对兵力劣势的情况下，迎战来袭的多方联军。
察知联军大军动向的岛津义弘迅速命令，要求所属部队向其本人所在的东来新城(倭城)集结，但东来古城(朝鲜旧城)的部队由于后撤较慢，却已经被联军包围。
此时情况危急，驻守东来古城的主将川上忠实虽有接近一万石的兵粮储备，但其麾下兵力仅有数百人。二十七日，明军开始强攻东来古城，川上忠实在进行了短暂的防御以后，发现这支明军的战斗力似乎……不太行，于是主动率军出城对明军实施了反突击，并成功击杀了数百人。
他不知道得是，他刚刚击杀的所谓明军其实都是朝鲜军，而在发现日军居然还胆敢反击之后，董一元出于报复此前努尔哈赤的作为(见前文)，下令努尔哈赤反击这支日军，
这次报复不太成功，因为反击日军的努尔哈赤打得相当不错，很快让日军伤亡惨重。不过女真人虽然一开始打得勇勐，但对于日军很快组成的铁炮阵却也没什么好办法。由于女真人对伤亡很敏感，因此在日军摆出铁炮阵并吃了点亏之后立刻撤了回去。
此时，日军处于一个非常危险的境地中，面对数量占据绝对优势联军，川上忠实不得不选择放弃东来古城而向东来新城方向突围。最终川上忠实所部突围成功，但川上忠实本人身中女真人三十六箭负重伤，所部共一百五十余人战死——女真方面只死了四十多人。
当东来古城危急之时，在东来新城的岛津忠恒向岛津义弘提出了派遣援军的建议，但被岛津义弘以岛津军兵力不足为理由驳回，从而继续加强东来新城的防御。
而且还有一点值得提及，川上忠实在突围之前，命令濑户口重治将城中的粮草烧掉，并且获得了成功。
由于朝南冬季的风向问题，最近从南疆来的粮草也不是很充裕，明、朝联军大军本来粮草供给就较为吃紧，这下子日军自己把粮草烧了，以战养战就没了指望，使得明朝联军的补给总有些捉襟见肘，从而不得不选择短期决战一途。
于是明军在进入东来古城之后，决定于十月初一发动对东来新城的总攻。
岛津义弘在东来新城修筑了坚固倭城，防御工事十分完备，并且布置了伏兵。为应对联军的攻击，义弘大量使用了铁炮，并且采用了埋设炸药等方法，大炮的炮弹也被从实心弹换成了铁皮、铁钉之类的东西，争取对人的杀伤力。
联军则由努尔哈赤等女真