陳璘水師的參戰，讓日本人緊繃神經，夜不敢眠。人人抱著柴薪，在海邊柵欄之外點起大火。
有了陳璘的配合，劉給廷底氣十足，大造防車、防牌、長梯，準備攻城。又令木匠在東海邊打造小船，宣稱要在海上收集日本人的頭顱。不久，傅良橋自蟾津來援，城下鼓樂大奏。日本人探頭相望，備感驚懼。
小西行長一心求和，卻中了劉給廷的詭計，幾乎喪命曳橋，投書一封大罵劉給廷：“自古兩軍交戰，哪有相互欺罔的道理？”
劉給廷卻無心解釋，繼續他的“兵不厭詐”，讓李芳春的騎兵穿上金燦燦、銀閃閃的甲胄，夜間躲在五裏之外，明早又跑回來，製造增援不斷的假象；又在全軍明碼標價，斬獲一顆頭顱，賞賜白銀六十兩(萬曆時期一兩銀子的購買力約為人民幣200元)。
8.劉給廷爽約
順天腹背受敵，小西行長堅守不戰。
如何把小西行長誘出城成了明軍的一道難題。
九月三十日，劉給廷將糧餉、大炮運往三十裏之外，又讓明軍全部撤出，並在軍營西穀埋下騎兵。之後一千騎兵，在白蓮岩下來回馳騁，誘敵出戰。但是謹慎的小西行長就是不出城，劉給廷束手無策，隻好令朝鮮總兵金睟直取東坪，解救被擄的朝鮮人。
殺敵心切的陳璘失去耐心，於是在十月初一，跑到陸上去跟劉給廷麵議。劉給廷以攻城長梯還沒有造好、邢玠援兵和鄧子龍水兵未到為由，拒絕立即攻城。
陳璘大發雷霆，我軍暴露已久，倭賊必會窺探我軍虛實。不如速戰！
劉給廷迫不得已，隻好準備攻城。
黃昏時刻，劉給廷重賞凶悍的狼土兵，讓他們乘坐輪車，搬運竹子，編製高梯，在順天城外埋伏下來。
天亮之後，劉給廷登上高處，豎起巨大的帥旗，一陣緊促響亮的鑼聲之後，明軍如虎狼下山，直撲順天城。
很快，身穿厚甲的一萬騎兵在城下馳騁奔跑，殺聲四起，驚天動地。日本人居高臨下，一待明軍逼近城牆六十步時，炮銃齊發，彈丸如雨雹，又投下巨木、巨石，讓明軍每前進一步都要付出慘重代價。
明軍將士殊死搏鬥，卻不見有任何進展。遊擊王之翰、司懋官情急之下，身先士卒登上順天木柵外十餘步，身後明軍冒死而進。慌亂的日本人不斷從城牆穴孔刺出刀劍，很快就有四十多個明軍遺屍城下。
明軍見狀，紛紛後退。日本人正準備停下來喘息一下，隻聽見王之翰、司懋官高聲呐喊，明軍將士受此激勵，又舍命向前，終於一鼓作氣，攻陷順天外圍木柵，燒毀敵軍營房六十餘間，殺死、燒死一千多名日本人，取得了泗川故館大捷之後的第二次輝煌勝利。
激烈的戰鬥從早晨一直打到中午，順天城內堆屍如山。小西行長受到劉大刀的重創，蜷縮順天城內，惶惶不知計出。
可惜到了午後，形勢逆轉。明軍筋疲力盡，進攻勢頭漸漸減弱，戰鬥隊形也開始混亂。
西北城下，吳廣的狼土兵躲在輪車裏，裏邊狹窄，誰也沒有合過眼，折磨了一整夜，大家都筋疲力盡，困頓不堪。又苦等不到劉給廷的命令，有的竟然昏沉入睡。
小西行長看機會來了，下令反擊。有的縋城而下，有的從地穴裏冒出，百餘日軍衝向吳廣的伏兵，一口氣殺死輪車內的二十多名明軍。
日本人又從城頭上拋出燃燒的薪草，掉到飛輪炮車上。日頭正旺，火勢頓起，輪車上的竹編器具一觸即燃。可憐那些曾經為抗倭立下汗馬功勞的狼土兵，一個個成了焦炭，死屍成燼，臭味熏空。
吳廣狼土兵的慘敗很快影響到其他明軍部隊，王之翰率先逃走，日本人乘機出城反攻。眼看明軍就要崩潰，李芳春、牛伯英勇猛頂上，總算把日本人打退了。
慘烈的戰鬥持續到日暮時分，劉給廷看情況不妙，趕緊鳴金收兵。日本人又出城追殺一陣，明軍大敗而回。
這一天的攻城，劉給廷重蹈董一元泗川新寨覆轍，又是先勝後敗，戰死於順天城下的明軍有二百餘人。
陳璘水師配合劉給廷攻城，見陸上攻城不利，於是專打日本戰船。血戰半天，海岸之下狼藉枕積著數不清的敵軍屍首，再次延續了陳璘無往不勝的神話。不過，陳璘水師損失輕微，陣亡明軍五人、朝鮮兵二十九人。
白天的攻城，劉給廷稀裏糊塗地敗陣下來，於是在夜裏派人潛出海外，跟陳璘約定，水師趁著夜間漲潮進襲，協同進攻。
陳璘二話沒說，喚來李舜臣，準備行動。
李舜臣很熟悉這片海域的潮水漲落規律，勸告陳璘：“海水很快將退去，不利水戰。”