日本在和谈中坚决不肯撤军，而导致战火重燃。明朝于同年八月，任命宋应昌为经略，李如松为提督，再次挥师入朝。李如松率兵马四万人渡过鸭绿江之后，在部分朝鲜军队的配合之下，向平壤进军。

李如松为了迷惑日军，令使者到日军统帅小西行长处，进行议和。小西行长错误地认为议和有望。时人赋诗一首云：“扶桑息战服中华，四海九州同一家，喜气还消塞外雪，乾坤春早太平花(川口长孺《征韩伟略》卷二)”。

小西行长派遣牙将二十人来迎接李如松，这些人当场被李如松捉获了三人，其余的或死或逃。李如松为了避免打草惊蛇，对再度前来质问的日军使者好言相慰，稳住了局面。

1594年正月六日，平壤城内的日本人华衣夹道，小西行长准备在平壤风月楼迎接前来议和的李如松。这时候，大队明军兵临平壤城下，气氛紧张，日军方才醒悟，闭城拒守。至此，平壤之战正式爆发，鉴于日军之中混有朝鲜伪军的事实，明军在平壤城前坚立了一面白旗，上面写道：“朝鲜军民自投旗下者免死。”

配合明军作战的朝鲜军队在李益、金应瑞等人的带领下进攻城东，被日军守将宗义智击退。当时，小西行长被困在平壤城外的牡丹台，但明军并没有得到这一个有价值的情报，只派出一部分兵力佯攻牡丹峰上的一千多名日军，日军用鸟铳还击，明军马上退却，平壤城内日军蜂涌而出，抢夺明军掉下的十余面铁盾，乱成一团。明军乘机回击，日军慌忙逃窜入城。小西行长亦借机乘乱从牡丹峰突围而出，回到了平壤城内。当晚，明军用火箭击退了夜袭的日军。

明朝时期的火箭兵

正月初七，三营的明军又向平壤的普通门发起试探性的攻击，用佯退的战术吸引部分日军出城追击，然后再回师，斩首三十余级。

正月初八，明军环绕着平壤城的西北面向日本发起总攻，诸军鳞次渐进，尘土飞扬。其中，游击吴惟忠、副总兵查大受攻牡丹峰；中军杨元、右协都督张世爵攻七星门；左协提督李如柏、参将李芳春攻普通门；副总兵祖成训、游击骆尚志与朝鲜兵使李隘、防御使金应瑞等攻含毬门等等。副将祖成训利用日军轻视朝鲜军的心理，故意伪装成朝鲜军，企图打日军一个措手不及。

各路明军相继用大炮及火箭一齐射击敌人的阵地。佛郎机、虎蹲炮等大炮的炮声“响如万雷，山岳震摇”，硝烟弥漫数十里，天地晦暗。火势随着西风漫延入平壤城内。明军发射的一些火箭据说是有毒的，有的日军闻了毒烟会头昏呕吐，而攻城的明军则含了解药。

日军在炮火及火箭的压制之下顽强地用发射弹丸、砸下大石、泼洒汤水等方法使攻城的明军一度退却。李如松率领五百余骑兵来回指挥，并亲手杀死了一名退下的士兵，示众于阵前。

游击骆尚志将铳炮挟于腋下，大呼连放，不顾日军在城上施放的枪弹及巨石，率领浙兵强行登上了含毬门。而李如松直接下令明军用二门大炮轰碎了七星门的城门，明军步、骑乘胜进入城内。游击吴惟忠也率军攻上了城外的牡丹峰。各路明军纷纷突破了日军的第一道防线，李如松督令平壤城内的明军搬运柴草，四面堆积在一些日军据守的房屋外面，放火将其焚烧成灰烬。