這一戰終於來臨。
九月初六，日本水師的先頭一部從蘭浦出行，抵達珍島東北端的碧波津，與李舜臣不期而遇。日軍見勢不如人，就停下來，等候水師主力的到來。
先發製人，後發製於人。李舜臣搶先一步，日本人很快就敗下陣來，退向鳴梁渡。
鳴梁和珍島碧波津之間，有一個水流湍急的海道，李舜臣在這裏埋下了鐵索與木樁。漲潮的時候，這個水道就成了看不見的一堵牆。
十四日，偵探的漁船向李舜臣報告，藤堂高虎就在附近。李舜臣意識到這是他大顯身手的時候了。翌日，李舜臣的十三艘戰船在碧波津海麵上巡遊。戰船在遼闊的海麵上格外孤零散落，如同浩瀚藍天上飛翔的十三隻小鳥。
對手也在蘭浦集結，藤堂高虎的二千八百人、加藤嘉明的二千四百人、脅阪安治的一千二百人、來島通總的二百人、菅平右衛門達長的二百人，共七千二百多人，戰船四十艘。總兵力在李舜臣的三倍以上。
夜幕降臨，明月銀盤高掛，鳴梁海麵亮如白晝。
李舜臣堅信，圓月是屬於朝鮮的。於是他甲胄不脫身，枕著一個戰鼓，靜靜臥待。抬眼望見高懸夜空的皎潔明月，突然間起了賞月的雅興。
李舜臣忽地坐起，叫人拿來燒酒，飲了一杯。隨後喚來各將，告誡他們：“今夜月色甚明，倭賊詭計多端，沒有月色時他們會來偷襲，有月色的時候他們更會來偷襲，不可不防。”於是號角四起，朝鮮戰船拉起碇石，準備隨時戰鬥。
果然不出李舜臣所料，一隻哨探船飛來急報，日本人來了。李舜臣喝令不要大驚小怪。這時月亮移至西山，山影倒映在海麵上，半邊微微陰暗，無法看清。
從山的陰暗一麵，鬼鬼祟祟鑽出了四十多艘敵軍戰船，如同幽靈一般，悄悄靠近朝鮮船隊。李舜臣早在等待這一刻，隻聽得一聲大喊，朝鮮人銃炮齊發，戰鬥打響了。
藤堂高虎見偷襲不成，索性下令大發鳥銃。頃刻之間，響聲撕碎了寧靜的月夜，海水為之沸騰。但是朝鮮人嚴陣以待，藤堂高虎不知對方底細，隻得下令後撤。李舜臣也沒有追擊，退回右水營鳴梁海中。
清晨，月影淡薄，遠遠望見日本戰船布滿整個海麵，聲勢浩大。李舜臣親自駕著戰船勇往直前，十幾艘戰船緊跟其後，向日本人衝去。
看到朝鮮戰船如此之少，藤堂高虎有些輕視。如果以前的李舜臣算得上海上蛟龍，那麼現在的李舜臣甚至還不如一條泥鰍。於是日本人鳴鼓擊鑼，齊聲發喊，無數戰船包抄過去。洋麵上盡是日本的旌旗樓櫓，讓朝鮮人望而生畏。
眼看就要陷入重圍，李舜臣再次向世人展示了神奇的一麵，海水退潮了。鳴梁海峽水道內水流馬上變急，上百隻朝鮮戰船忽然殺出。跑在最前麵的是巨濟縣令安衛的船隻，順著潮流東下，箭一般衝到日本人麵前。
藤堂高虎這才意識到中了李舜臣的圈套，於是慌慌張張下令掉頭順流東撤。但是太遲了，潮退之後，一排排木樁和一條條鐵索露出水麵，像一道難以逾越的高牆，攔住了去路，日本人成了甕中之鱉。死地則戰，日本人凶狠地轉過頭，要與李舜臣拚個你死我活。
交戰一開始，巨濟縣令安衛就被日本人四麵圍抱，左突右衝，無法殺出重圍。李舜臣見機下令各船冒死前進，於是箭如雨射，石頭亂飛，槍槊齊戳，打得日本人落荒而逃。
日本水師統將來島通總乘坐一艘大船，建羽葆紅旗，圍青羅帳，揮舞著戰旗，將李舜臣團團圍住。突然一支流矢飛來，來島通總應聲倒斃。這是兩次侵朝戰爭中唯一死在朝鮮的日本大名，其年三十七歲。
李舜臣下令把來島通總的頭顱懸掛在檣桅上。朝鮮人看到波濤風浪之中，來島通總的腦袋擺蕩飄搖，不但沒有驚懼，反而奮不顧身，勇往直前。
另一日本將領菅平右衛門達長的兒子菅野又四郎正陰也在交戰中死去。兩個統將的死亡，讓日本人士氣大泄。這時，鹿島萬戶宋汝宗、永登萬戶丁應鬥率戰船來援，勝利的天平進一步向朝鮮人傾斜。李舜臣如虎添翼，很快就把日本人打得落花流水。驚恐萬分的日本人無心戀戰，苦鬥一番，才把李舜臣甩開了。但有幾隻船被擊沉，死傷數百人。
李舜臣並沒有死纏爛打，畢竟自己的船隻也損失了十幾艘，看到日本人撤退，也退往北方的寶花島。
至此，鳴梁之戰結束。雖然殲敵不多，但意義極大，新水師首戰大捷，特別是擊斃來島通總，更讓朝鮮人歡呼雀躍。