日军进逼南原城下，漫山遍野的大军将南原合围。李福南守东门，任铉守南门，金敬老守西门，李春元守北门。李福南令吹锣放炮，传令城中严禁妄费军器。
午时有五名日兵奉命于南原东门之外的石桥处劝降，李福南见状于外城令朝鲜军射杀，日军随即转入全面进攻，自漆场禅院高喊前进，于城外百步之外举火绳枪连射。
朝鲜所获明军胜字号火炮射程有限，威力弱小，日军几无损伤，朝鲜军除弓箭连射之外，也多射发明军留下的震天雷还击。双方激射一日，日军退回。
李福南猜测道：“倭寇来势汹汹，不计代价，夜必偷袭。任铉、金敬老，你二人选派得力干将分在四门外立刻布置菱铁于濠外，作钉板暗埋于桥头。各将在城门附近待机，一旦敌寇轻进中计，立刻出击剿灭！”二人领命。
李春元问道：“兵使为何如此断定敌寇必会夜袭？倭寇兵力大我十倍，白昼强攻即可，何必多此一举？”
李福南答道：“敌寇志不在南原而在汉阳王京，所以绝不会在南原空耗时日，必会竭尽所能，昼夜相攻，以求早日攻下南原，而我们也只能日夜坚守待援，全力阻拦倭寇于南原城下。”
于是朝鲜军于战壕外遍植菱铁，在各桥头暗伏钉板，令各将入夜后率兵于城门待命。至二更时，日军先头分队潜向各门，遭钉板菱铁伏击，各路朝鲜军见状立刻出击掩杀。
李福南下令撤四门之桥，呐喊放炮，彻夜不绝。日军四散纵火，数里之内烟雾熏天，日军于烟雾之后连发火绳枪还击，半夜而还。
宇喜多秀家得知消息大怒：“时不我待，必须立刻拿下南原！督促各队连夜多造云梯，要五百架！明日填濠平路，出动箭楼各列铁炮队，务必将城门守兵全部射杀，一举攻入南原城内！”
小西行长劝道：“总大将不必如此愤怒，南原绝不会重演幸州之败，毕竟南原不过孤军顽抗，外无强援，一两日之内必将为我所有。”
岛津义弘献策道：“敌军主力仍在，南原仍非轻易可破。我闻朝鲜各军对壬辰之败颇为不服，认为我军是占了他们毫无防备的便宜，因此如今他们被迫困于城内，心中难免不甘。
由此我认为，可引诱敌军出城，当我们数次攻城之后，可故作疲惫不堪之状，尽显混乱而退，以使敌军认为有机可乘。同时，则派遣五千足轻，身覆黄土伏埋于地，若李福南麾下的朝鲜骑兵果然出动，则立刻围歼，如此敌军精锐尽失，南原唾手可得。”
宇喜多秀家诧异道：“这不是忍者之法么？岛津殿下，你怎么会想到用这种邪术来充当战法？身为武士，此举可不恰当。”
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岛津义弘道：“忍者之法当年多次令各路大名伤亡惨重，可见极为实用，只要能迅速歼灭敌军主力，我们便能高枕无忧，所用何法又有什么关系？只是我未得忍法玄妙，应该做不到像忍者一样出神入化，但对付朝鲜军应该还是绰绰有余。”宇喜多秀家应允。
八月十三清晨，日军再围南原，多造飞云梯预备登城，在火绳枪掩护下填濠作路，出动箭楼俯瞰南原，以使火绳枪队可以居高临下。如此，南原外城守兵一时死尽，日军趁机蜂拥登城，但数次被朝鲜军击退，尽显疲惫，阵型散乱不堪，午时再退本营。
李福南欣喜不已，道：“倭寇连日激战，我军一直被敌压制，倭寇必认定南原迟早陷落，以至于不顾一切强攻。我方才见倭寇败退时皆十分疲惫，阵型大乱，应是筋疲力尽急需休整，如此正是奇袭之时。”
任铉认为此举过于冒险，并非万全之计，不如还是坚守以待救。
李福南不听，摇头道：“坚守南原已有两日，全州至今未援，可见是畏敌如虎、按兵不动了，不能指望！等我们全阵亡在南原，全州也不会发兵救援的。现在不能再坐等外援，只能靠我们见机行事，不必多言，执行军令！”
李福南遂领全部北境骑兵出城出击，他这支骑兵是朝鲜昔日王牌军北境骑兵所剩不多的一支。既然原先就是精锐，现在北境骑兵所剩无几，那就更成了朝鲜军中的宝贝疙瘩，装备粮饷都被力保，因此战斗力还是不差的。
日军见状，很快佯装败退，北境骑兵追过石桥，谁知日军竟身覆黄土伏于地面，突而奋起，不计其数，几乎将李福南包围。
日将岛津义弘亲临战阵，手持野太刀领兵杀出，李福南大惊之下急令回撤，北境骑兵死伤三四百之多，仓皇退回南原。不过他退得还是够快，以至于岛津义弘未能全歼这支北境骑兵，骂骂咧咧愤恨而归。
岛津义弘回营后依然大骂不止，小西行长劝道：“岛津殿下所设计谋堪称凶险，只是的确没有忍者运用纯熟，再加上北境骑兵到底也是颇有战力的朝鲜精兵，能歼敌数百已经是很好的结果了。总大将，我看不如招降朝鲜军，就让我来对其将领劝降，让其献出南原吧。”
宇喜多秀家立刻斥责道：“小西！太阁殿下已有严令，不准再对朝鲜及明军有任何协商，你该知道这道命令实际上就是在警告你，你还敢违抗太阁殿下的命令么！”
小西行长辩解道：“并非协商议和，南原是我们志在必得的，只是若能使其出城献降，我们也可减少伤亡。正如总大将此前所言，我们的目标是整个朝鲜，不必在此过多浪费时间，我也不会给他们时