Японцы все больше испытывали нехватку продовольствия, среди них распространились эпидемии. Дисциплина в японских войсках упала. Между Японией и Китаем начались мирные переговоры. Хидэёси требовал признать за ним титул вана (правителя) и передать ему в управление четыре провинции на юге Кореи, а также признать вассальную зависимость Китая от Японии. Тем временем японская армия оставила Сеул и сосредоточилась у Пусана. Получив небольшие подкрепления из Японии, Юкинага решил, пока продолжались переговоры с китайцами, снова попытаться занять Чинджу. В июне 1593 года штурм города увенчался успехом, и практически все его защитники были перебиты. С этого времени в Корее установилось фактическое перемирие и продолжались, хотя и довольно вяло, мирные переговоры. Японские делегации побывали при минском дворе, но приезд китайских послов в Японию все откладывался.
Только в начале 1597 года китайская делегация прибыла в Нагоя. Она объявила, что привезла письмо и грамоту императора, который готов признать Хидэёси ваном Японии, но и только. Когда грамота была зачитана в присутствии крупнейших японских феодалов, Хидэёси, ожидавший от Китая выражения покорности, был сильно разгневан. Возмущенный полководец с позором прогнал послов. Переговоры с китайцами были прерваны.
Хидэёси решил возобновить войну в Корее. Он назначил командующим новой 140-тысячной армии, переправленной через пролив на помощь Кониси Юкинага, своего приемного сына Хидэаки. Прежний главнокомандующий Укита Хидэиэ, не справившийся с поставленной задачей, был отозван. Японцы постарались усилить свой флот. По примеру корейцев, они стали строить корабли-черепахи (корейские «кисэн»), бронированные железными листами и вооруженными мощной артиллерией (по-японски они назывались «кобуксонами»). Но в части выучки моряков и искусству командования японский флот по-прежнему уступал корейскому и китайскому. К тому же японские адмиралы действовали обособлено и неохотно подчинялись единому руководству.
В январе 1597 года из Японии в Корею были переброшены подкрепления под командованием Като Киемаса. В марте корейский флотоводец Ли Сун-син был обвинен в трусости, поскольку он не смог воспрепятствовать высадке Киемасы. Адмирала приговорили к смертной казни, но заменили разжалованьем в рядовые матросы. Корейский флот возглавил адмирал Вон Гюн, представлявший придворную группировку, соперничавшую с той, что поддерживала Ли Сунсина.
7 июля 1597 года корейский флот попытался атаковать Пусан, чтобы перехватить и уничтожить новые японские подкрепления. Но суда Вон Гюна попали в сильнейший шторм. Многие из них потонули. Несколько кораблей оказались выброшены на остров Кадокто и попали в руки японцев. Корейский флот как боеспособная сила перестал существовать. Японская армия перешла в наступление, заняла провинцию Чолла и вторглась в провинцию Чхунчхон. В такой обстановки главнокомандующим корейским флотом 22 августа был вновь назначен Ли Сунсин. В его распоряжении было всего 12 боевых кораблей. С этими силами корейский адмирал 16 сентября у острова Чиндо вступил в схватку с 200 японскими судами и потопил 50 из них, сам не потеряв ни одной «черепахи». Вскоре Ли Сунсин смог построить новые корабли и прочно захватить господство на море.
Японские войска, продвигавшиеся к Сеулу, были остановлены у города Чхунчхон. Корейская армия за время мирной передышки была реорганизована и значительно повысила свою боеспособность. Теперь она формировалась не по территориальному принципу, а состояла из подразделений одного вида оружия: лучники, копейщики, меченосцы и мушкетеры. Кроме того, в отдельный род войск была выделена артиллерия. Армия стала профессиональной и имела постоянных командиров. Ее поддерживало ополчение «Ый-бен» («Армия справедливости»).
На помощь корейским войскам была переброшена 140-тысячная китайская армия. В феврале 1598 года она заняла позиции к югу от Сеула. Объединенные корейско-китайские силы перешли в наступление. Наиболее упорные бои развернулись у города Улсана, который обороняла армия Като Киёмаса. Она жестоко страдала от голода и холода. После десятидневной осады Улсан был взят. Остатки японских войск бежали к Пусану.
Объединенный китайско-корейский флот блокировал армию Кониси в Сунчхоне. Ему на выручку двигался из Улсана Киемаса и дивизия Симадзу из Сачхона. Одновременно примерно 500 японских судов пытались прорваться в бухту Норянджин, чтобы эвакуировать гарнизон Сунчхона. Большинство из них было уничтожено, унеся с собой на дно 10 тысяч матросов. В этом последнем морском сражении японо-китайской войны был смертельно ранен Ли Сунсин.