牛田戰役後，倭寇們逃到林墩，盤踞起來。戚家軍不給敵人以喘息之機，隨後追去。林墩在興化府（今莆田縣）城東二十裏，這裏本來就是倭寇的一大巢穴，大約有4000人在這裏盤踞。嘉靖四十一年十月九日，戚家軍從福清出發，翌日進入興化府。這天半夜，戚繼光率軍披星戴月向林墩進發，而倭寇一無所知。當時明月當空，戚繼光怕被敵人哨兵發現，計劃失敗，令士兵原地休息。月亮落下去，天黑了下來，部隊繼續行軍。林墩倭巢，四周水溝縱橫交錯，地形極為複雜，由於向導投敵，戚家軍被引入非常難走的狹窄小路，東方發白時，才逼近倭巢，而這時倭寇早已發覺，戰機早已錯過。戚繼光下令進攻，戰鬥開始，倭寇利用有利地形，打得十分頑強。戚家軍連夜行軍，體力消耗大，再加上地形不利，攻打好久也沒攻下。但在戚繼光的指揮下，士兵們振作精神，拚死反擊。雙方短兵相接，展開肉搏戰，倭寇有些招架不住，開始潰敗。戚家軍士氣更加高漲，奮力追殺。倭寇們四散而逃，落水淹死的不計其數。倭巢很快攻下，戚繼光指揮軍隊追殺，追到黃石一帶，收兵而回。這一仗取得很大的勝利，救出被掠百姓2100多人。戚家軍出城時，城裏居民沒有察覺，直到捷報傳來，大家才知道戚家軍已經出兵，並且打了勝仗。戚家軍凱旋歸來，老百姓扶老攜幼，出城十裏迎接。
牛田和林墩兩次勝仗，共殲敵3000名左右，救出百姓3000多人。同時，戚家軍傷亡也不少。凱旋進城時，百姓們出城遠迎，送上的彩旗和慰問品塞滿了街道。戚繼光拒絕對他個人的祝賀，說：“士兵們傷亡，我怎麼忍心接受慶賀！”他親自看望傷兵，安慰他們好好養傷，又安排專門人員，做好陣亡將士的撫恤工作。安葬士兵的大墓前，戚繼光身著素衣，神情莊重。他眼中含淚，聲音嗚咽地說：“眾位兄弟，你們遠來自浙江，為了抗倭大計，和我一起南征北戰。你們之中有多少英雄好漢，為殺倭寇耗盡了力，流盡了血。我們戚家軍為有你們這樣的漢子而驕傲，戚家軍的將士忘不了你們，這裏的百姓也忘不了你們。我以萬分崇敬的心情，以手中這杯薄酒，告慰弟兄們的亡靈。”
戚家軍到福建後，轉戰南北，蕩平橫嶼、牛田、林墩三大倭寇巢穴，圓滿完成了援閩任務後遂班師回浙江，進行休整並補充兵員。回浙江不久，因援閩有功，戚繼光被升任為分守台州、溫州、福州、興化和福寧中路等處副總兵官，兼管水寨，參將、遊擊以下的武官都歸他調遣。由一人擔任橫跨浙江、福建五府州的副總兵，曆史上也是不多見的。
戚繼光還浙後，倭寇高興地說：“戚老虎去，吾複何懼？”於是，又大肆劫掠福建沿海，於1562年冬攻陷興化府城，明人繪《倭寇圖卷》在城中燒殺奸淫掠奪，無惡不作，盤踞兩個多月後才棄城退出，攻陷平海衛（在莆田縣東九十裏），並以此為巢，四出騷擾。
嘉靖四十二年（1563）一月，戚繼光接到援閩詔書。四月，戚繼光奉命率領經過補充的戚家軍萬餘人再度入閩剿倭。在平海衛戰役中，戚家軍正麵進攻，另一位抗倭名將——福建總兵俞大猷和廣東總兵劉顯為兩翼，配合出擊。倭寇被殲2000多人，平海衛巢穴複亡，興化城被明軍收複，被擄百姓3000多人也得到解救，而戚家軍僅陣亡十六人。大捷報京，明世宗甚喜，親率文武百官至郊廟進行隆重的告謝典禮，以慶賀大捷。戚繼光因在這一戰役中立了首功，被晉升為總兵官，鎮守福建全省及浙江金華、溫州二府。
至嘉靖四十三年（1564）春，戚家軍全殲福建境內的倭寇。第二年，戚繼光揮師南下廣東，與俞大猷配合，肅清廣東境內的殘倭。至此，猖獗二十年的沿海倭寇，經過沿海軍民的浴血奮戰和戚繼光、俞大猷等抗倭將領的共同努力，基本上平定了。