如震天雷、一窝蜂等以往明军才有的花样火器招呼过来。
金时敏以一百七十余名精兵手持火绳枪，仿日军队列，依托城墙箭垛等工事进行三段射击、循环不断，旁设的三十门大小火炮和投石炮发射各种弹丸——不仅有实心弹，还有投石炮发射的陶片炮弹，用以群伤日军。
日军突遭朝鲜火绳枪射击，心中本就惊愕，加之大筒、震天雷、一窝蜂等各种火器齐齐上阵，更是打乱了日军队列。两军各依掩护对射许久，日军因为失去先机而伤亡惨重，身在阵幕之中观战的长谷川秀一、细川忠兴、木村重兹三人听闻朝鲜竟然持有众多铁炮及各种大筒，不仅心中一凛，为稳妥起见便下令前部撤回，停止进攻，全军待命。
次日一早，日军又集中一万兵力再攻晋州，大股日军推动有些类似偏厢车而略小的木车前进，以尽量避挡朝鲜火力。
日军中央军阵有组织地进行全方位铁炮射击循环，与朝鲜火力形成相持，在日军逼近晋州近二百步时，日军主力突然冒死突击，在铁炮掩护下搭建云梯攀登城楼。
朝鲜军近处扔砸滚石檑木，持顶杆推梯以阻击攀登城楼的日军，并继续以弓箭、火炮及火绳枪射杀。为固守城门不失，金时敏更特意强调优先射杀携带焙烙玉的日兵，城中百姓也纷纷承担运送兵器弹药、救治伤员等事务。晋州朝鲜军经过此前一段时间的日夜训练，战力战意都大为增强，这次竟与日军战至午后而几乎不落下风，令两军高层都颇为震惊。
不过，日军兵员数量上的优势终于还是发挥了作用，到了下午，大批日军攀上城楼与朝鲜军大战，朝鲜方面的局势转为危急。
金时敏令火绳枪手退至城内，再次号召军民共守晋州，数千百姓身穿军服，协同官军在晋州城楼与日军展开血战。
战至几近黄昏，日军陆续攀登，并已经有人开始摸到城门之后，有意图打开城门放日军主力进城之意。
此时，义军方面的郭再佑依照军令，领庆尚道义军一千二百人绕道日军背后发起突袭。日军忽然遭遇两面夹击，难免心生慌乱，不过好在经验丰富，很快在日军大批有经验的基层武士指挥下撤出晋州，甚至反冲郭再佑所部。
郭再佑见状也不纠缠，领军遁入山中不与日军死磕，而日军