1598年(万历二十六年)春，明军已经完成了新一轮调兵和后勤准备，新的援军进入朝鲜，至夏季，完成了兵力整备，9月，开始兵分三路南下，联军总兵力达到11万多人，其中包括9万陆军和2万6千水军。
当时，中国的水军装备远远超过日军，不仅船坚，而且炮利。明军水师船只大量装载虎蹲炮一类的中型火炮，这种炮炮身长2尺，重36斤，上加铁箍，并配备铁爪、铁绊，发射前用大铁钉将炮身固定，每次装填5钱重的小铅子或小石子100枚，以及1枚重30两的大石子或大铅子，发射后，大石子用于摧毁对方的船身、船上建筑等设施，小石子则可以杀伤对方人员。比虎蹲炮大的还有“佛郎机”，这是明军从葡萄牙人手中得来仿制的。“佛郎机”就是当时对葡萄牙和西班牙人的统称。这种火炮已经有了现代火炮的雏形，炮身长七八尺，能够装1斤火药，弹丸重量也可达到1斤，射程可达五六里，还有准星、照门等设置，并可以安装在活动炮架上，随时调整射向，这在当时是非常划时代的装备。
除去火炮外，明军还大量使用火箭，其中不仅有单发火箭，还有多发火箭，其中一种百虎齐奔箭，可以把上百支火箭连在一起，在点火后齐射出去。为了增加火箭射程，明军还装备了多级火箭，例如“火龙出水”，是以5尺毛竹为箭筒，筒内装火箭数支，筒体下面两侧各缚火箭筒2个，作为推进器，水战时，可在距离水面三四尺处点火，箭筒即可在助推火箭的作用下飞行二三里远，“如火龙出于水面”，当助推火箭燃烧尽时，腹内火箭便点火飞出，飞向敌船等目标引燃之。
此外，明朝水军甚至发展了燃烧性火器，例如“飞天喷筒”，内装硫磺、樟脑、松脂、雄黄、砒霜，以两分法打成药饼，封在发射筒内，战时点燃引信后，筒口可喷出十数丈高的火焰，而且由于装药的性质，其烟雾带毒，燃烧物质一旦被喷在对方船帆上，就会牢牢地粘在上面燃烧，无法扑救。
朝军方面，在李舜臣的努力下，朝鲜水师也恢复了一定的战斗力，兵力达到7千多人。朝军的“龟船”是当时相当优秀的海战装备。这是一种大型战船，船顶部覆盖有防护板，板上遍布向外的利刃刀尖，敌人难以攀爬。船首设有龙头，船尾有龟尾，头尾均有射孔，两侧还各有6个射孔，射孔下还有8——10支橹，使其可以在无帆条件下快速行进。在日军早先向后方丰臣秀吉的汇报中提到，“朝鲜人水战大异陆战，且战船大而行速，楼牌坚厚，铳丸俱不能入。我船遇之，尽被撞破。”
十月，三路明军与日军先后接触，但进展都不甚顺利。在中路，中朝联军近3万人进攻岛津义弘所率1万人防守的新寨要塞，在拥有绝对火器优势，炮火轰开日军城门的时候，由于己方一处火药库失火，导致阵势大乱，被日军趁机掩杀，全军溃退，损失超过1万多人，基本失去了战斗力。
