黑田如水的话说完，加藤清正却表示何必搞得如此麻烦，他还是坚持直接向黄石山城发起进攻。
黑田如水深知加藤清正脾性，也知道他在丰臣秀吉面前的地位颇不一般，因此耐着性子解释道：“加藤，明军才是我们的大敌, 在与明军决战之前应当尽量减少无意义的伤亡，这黄石山城并不值得我们付出太大的代价，不过三日而已，有什么不能等的？
另外，我希望我们不要与左路争功，左右两路应合力进入忠清道, 然后兵发汉阳。正因如此，我们这样布置也可以等等宇喜多秀家，双方好在全州会合。诸位如果没有异议，秀元殿下就请部署吧。”
毛利秀元是毛利元就之孙，穗井田元清的长子，曾经一度成为堂兄毛利辉元的养子，不过在毛利辉元长子毛利秀就出生后自立，现在已经恢复辉元堂弟身份。此次他之所以接替毛利辉元成为毛利家出兵的统帅，原因是辉元病了。顺便提一句，小早川隆景前不久也已病死。
正因为他不是毛利家的继承人，虽然因为毛利家出兵众多而成为一路总大将，但无论地位还是威望都不能和堂兄辉元相比，故在黑田如水面前是端不起什么架子来的，于是也就有了黑田如水如此直言“秀元殿下就请部署”这种近乎命令的说词。
毛利秀元果然不敢反对，当然他本身也同意黑田如水的意见，因此立刻下令加藤清正围南城，锅岛直茂围西城，黑田长政围东城, 另遣别动队于北埋伏待命。
八月十四至十五两日，日军三面合围, 将竹盾捆锁成栅，稳步向黄石山城迫近。日军面对朝鲜军弓箭只防不攻，并每日于阵中杀戮百姓，两日间金海府使白士霖屡次登城观察，虽对日军行径心有余悸，也对日军的部署略感诧异。
赵宗道纳闷道：“此股倭寇兵力雄厚，为何要如此拖拖拉拉，直接向我们发起进攻才是常理呀，他们究竟有何企图？”
白士霖也一直困惑于此，但忽然间却有所醒悟，对赵宗道答道：“近来有消息说明军自海上来援，我本以为这不过是流言而已，但如今看来却可能是真有其事，恐怕倭寇已分出一部前去阻击明军。
明军素来强悍，想必倭寇也因此甚是顾忌，故在城外困而不攻，不敢轻举妄动。若果真如此，黄石山城可保无忧，我们也有机会杀敌立功了！来人，传令全城，明军来援，解围可期，但大伙不可懈怠，要随时待命应变。”赵宗道领命而去。
日军两日来每日杀戮朝鲜百姓，安阴县监郭雄因此义愤填膺，屡次请令出城杀敌，赵宗道苦苦相拦：“郭县监万万不可意气用事，凭我们手头的力量，此时出击无异于以卵击石，真要这么做的话，黄石山城必会被倭寇轻易攻占！
我们的弓箭也射不到那么远，这几日来对前阵的倭寇也造成了一些伤亡，百姓被屠杀我也很心痛，但绝不能因小失大。明军正来救援，府使也有交待，需待明军抵达之后再合力击败敌寇，到那时再报仇也不迟，请郭县监务必耐心等待。”
郭雄却心急如焚，急不可耐：“这倭寇心狠手辣，全无怜悯之心，不思向我们进攻，却只在阵中屠杀百姓为乐，这是意图威慑我们！城中不少军民已因此深受煎熬……话说这明军到底什么时候才会到达？消息传出来也有两日了，他们怎么这么慢？”
赵宗道见郭雄情绪激动，连连安抚，好话说尽，过来好半晌之后郭雄才得以强行镇静下来。
而在日军阵中，毛利秀元则正向黑田如水问道：“如今已过两日，我想黄石山城中应该已经有所畏惧，正如您所设想，朝鲜人对明军的依赖极强，当得知明军大败之时，不知将会何地失落！嗯，明军衣物是否已经准备好？”
黑田如水轻轻颔首，道：“明军的鸳鸯战袍我们早已有所准备，但毕竟不多，这几日已经严令赶制，明日就可以让朝鲜人欣赏明军战败，被我们全部斩首的盛况，此举定能将他们的士气彻底击碎，而我们则趁夜猛攻，黄石山城必将土崩瓦解。”
八月十六，依黑田如水之令，日军将所抓获千余朝鲜百姓一半较为精壮魁梧者装扮为明军，当众全数斩首，又将朝鲜百姓的头颅于阵中高挂示众。
白士霖见“明军大败”，被斩首五六百之多，果然心下大骇，惧意横生，坚守之心完全动摇。不止是他，明军战败的消息迅速传遍黄石山城内，全城上下人心动荡，军心也随之大乱。
当夜，黑田如水令全军趁夜发起总攻，白士霖领所部不战而逃，从北门狂奔而出，夺路而逃。
黄石山城东门也被日军轻易攻入，郭氏父子所防守的南门及西门腹背受敌，城门很快陷落，日军涌入城中，郭雄及其子郭履常、郭履厚还有赵宗道等全部战死，城中剩余守兵皆被屠杀。
而白士霖一行也没捞到好下场，冲出北门后也被日军别动队伏击，一场一边倒的战斗之后，朝鲜军大败溃散，日军向北追过山谷，白士霖所部死伤过半。
很快全州那边收到了南原败报，全州守将金钟一感叹：“万没想到倭寇竟如此