六月二十九日，原晋州牧使徐礼元代替黄进，成为巡城将。但徐礼元十分畏怯，他哭哭啼啼地骑着马，态度迟疑。庆尚道右兵使崔庆会因徐礼元动摇军心，一度想要杀死他，但由于众人阻拦，最终还是没有这么做，于是命令张润代替徐礼元，但是很快张润也被日军火绳枪击中身亡。
未时，东门附近城墙因为大雨，倒塌了50多米，眼见晋州城墙倒塌大段，机不可失，日军吹响了总攻的号角，蚁附而上， 李宗仁率领其亲兵舍弃弓矢，拿起刀枪，与日军短兵相接，死者堆积如山。日军暂时退却，但是很快又从晋州城北突进，在此把守的倡义使金千镒不敌日军战败，大军全线溃散，晋州守军全部退守背靠大江的矗石楼。日军突破北门后，一拥攻入城内。混乱之中，徐礼元最先逃走，城内守军一时溃散，李宗仁也被日军铁炮射杀，金千镒倒在地上。部下扶起金千镒，劝他逃走，但是金千镒坚决不从，与其子金象乾相抱投江而死。晋州城至此宣告沦陷。朝军几乎全军覆没，日军随即屠城劫掠。
攻陷晋州后，日军兵分四路，一路前往丹城，山阴，进驻智异山；一路到晋州西面，散入求礼、光阳、南原、顺天一带地区劫掠；一路劫掠泗川等地，还有一路劫掠三嘉，宜宁，其余日军将掳掠的朝鲜男女百姓和金银财宝等各种战利品运往金海。
对晋州的攻击也是对明军的试探，第二次晋州之战后，日军继续向全罗道进攻。七月三日，明军浙军将领骆尚志，宋大斌从南原南下，进兵求礼。四日，一路日军从晋州西进，劫掠沙斤驿，进逼云峰县，途中朝鲜守军纷纷逃散。
骆尚志入朝时只有600兵力，宋大斌也不过500人，减去战斗的损失，加起来也不过1000多人，于是两位将领退到南原城，和查大受一起防守。日军占领求礼城，毁坏城池后烧山劫掠，屠杀了很多避难的朝鲜军民，得知求礼被屠的南原朝鲜人纷纷逃出城。
七月六日，朝鲜副元帅李薲、全罗道兵使宣居怡、永川郡守洪季男从全罗道的云峰领军向南原，前往源川驿和宋大斌合兵，宣居怡列阵于城外的虎山院山城；查 大受列阵于城外的金岸坊永思亭，骆尚志留守南原城。同一天，洪季男单枪匹马前往求礼侦察，遭遇日军先锋侦察兵，斩首3级，随后日军主力赶到，洪季男迅速撤退至源川。
七日，数千日军焚荡山洞村，发兵求礼北面的宿星岭，朝鲜军官李薲、宣居怡的军队一时溃散。宋大斌命令300明军骑兵在头骨峰设伏，随后亲率明，朝联军1000余人助防宿星岭，日军发现明军后，不敢交战，迅速撤退，穿过屯山岭劫掠当地村庄，进逼金岸坊，查大受发现日军后，率精锐骑兵50余人越过宿星岘追击，斩首日军15级，日军全阵奔溃，骆尚志也派精锐部队分道追逐，日军四散而逃，渡过鹑子江，进入谷城焚荡。由此可以看出，此时的日军一直在避免和明军交战。
八日，李薲、宣居怡、洪季男等人领兵进入南原城， 朝鲜僧兵将领惟政也从庆尚道带领僧兵前来，进入南原。明军将领宋大斌等人也收拢部队进入南原，另一个明军将领刘綎当时虽在庆尚道大丘，但也派数千兵力赴援南原。最终，日军放弃了进犯南原。同日，在谷城焚荡的日军全部撤回了求礼，于九日退回晋州，与明军完全脱离了接触。
晋州沦陷以及日军的屠杀进一步打击了朝鲜人本来就不高的士气，朝鲜地方军政完全失控，一些投靠日军的朝奸甚至在日军撤退后还在袭击南原明军驻军，朝鲜高层甚至打算杀光之前南原逃走的军民来震慑朝奸。
明廷得知日军退回朝鲜南方沿海后，指示宋应昌尽快撤军归国，对于日本人是不是真心撤离，明廷并不在意，收复朝鲜大部分领土后，明廷认为已经是皇恩浩荡，宋应昌因为晋州之战爆发，建议兵部尚书石星暂缓撤军，并且汇报了这一时期敌我双方态势，供明廷决策，建议等日军完全撤离后明朝再允许封贡。明廷对封贡日本并没有追求，日军撤离后，明廷本意是让它们南下，不打算再干涉。宋应昌担心明军过早回国，日军又趁机北上进攻，明军还要反复出兵救援，希望局势明朗再撤。明廷则再三强调要以最小的代价逼退日军。宋应昌虽然是站在战略上看待问题，但是开战以来朝鲜人各种坑爹骚操作诓骗明军甚至投敌当朝奸袭击明军，这严重挫伤了明军作战的积极性，无论明军还是明廷都对朝鲜人越发不满。李如松在帮朝鲜选拔军官人才的时候看到了大约二十年前朝鲜高层的政策方针，其中提到：辽东明军被攻击时，朝鲜就隔岸观火。原本就在辽东驻守的李如松看到这种恶毒言论后深深受到了刺激，将内容报告给明军高级将领，对深入朝鲜作战表达了强烈的不满。朝鲜的阴奉阳违成功让明军不愿意继续作战。
更缺德的是，在李德馨等人纵容下，二十四日，朝鲜宗室成员写信给李如松，辱骂他是奸臣，并且当面威胁，如果明军和谈撤军，不帮朝鲜复仇歼灭日军，那么如果日军卷土重来，朝鲜干脆和日军联手进攻大明。这种杀千刀的言论从根本上断绝了宋应昌试图围歼沿海日军的计划。
