邓子龙战死后，岛津舰队也已损失过半。岛津义弘决定集合残余的二百余艘战船向港外发起最后一次冲击。李舜臣看出岛津义弘的意图，率领朝鲜水师迎着岛津舰队的航线冲了上去。激战中，一发流弹击中李舜臣。弥留之际，李舜臣叮嘱左右暂时不要公布自己的死讯，以免影响士气，不久便溘然长逝。

李舜臣的阻击为中朝水师赢得了重新组织的时间，在陈璘的带领下，明军水师对岛津舰队展开追歼。战斗一直打到当日正午，岛津舰队几乎全军覆没，除岛津义弘率50艘战船突出重围外，其余450艘战船全部被击沉，日军阵亡一万余人，史称露梁大捷。岛津义弘之后率残部逃至釜山，搭上回国的最后一班船。至此，朝鲜已不存在成建制的日军部队，壬辰战争在开始的地方画上了句号。

壬辰战争打出两百年的和平

壬辰战争的失败，相当长时间内打消日本向大海那一边扩张的野心。丰臣秀吉虽然部分达到了削弱其他领主的目的，自己的嫡系却也同样损失惨重。他死后，在战争中最大限度保存实力的德川家康轻而易举地扫平其他诸侯，建立起幕府。在1853年美国佩里准将的黑船叩关之前，德川幕府一直实施闭关锁国政策，无论是无组织的倭寇还是有组织的日本水军，再也没有敢向中国沿海发动大规模入侵。整个东亚地区保持了两百多年的相对和平状态。

壬辰战争的胜利，使朝鲜终于保住了自己的国家和王朝。而对于明朝而言，壬辰战争的胜利进一步巩固了中国在东亚的核心地位，维护东亚朝贡体系的稳定，也为明帝国乃至其后的清帝国争取到一个较为安定的外部环境。壬辰战争后，朝鲜开始对明朝奉行坚决的事大主义外交路线，其后在与后金的战争中，朝鲜也的确起到了对后金的长期牵制作用。