加藤嘉明及胁坂安治各领本队身先士卒，数次攻入城内，城中百姓奔走哭泣，彼此哀嚎。到了入夜之后，突然下了大雨，但日军不管不顾，乘暗再度冒雨攻城，激战至子时方退。

八月十五，南原守兵已不足一千，弹尽粮绝，日军攻入南原。李福南见状，拉着南原府使任铉道：“南原已破，当务之急你我应尽快领本部撤往全州与那里的我军会合，汉阳、星州、忠州也会发兵援助我们……事不宜迟，再晚必丧于倭寇之手，如今你我已为南原拼尽全力，唯有留得性命再向倭寇复仇。”

任铉惊异万分：“兵使为何前后判若两人？为坚守南原，兵使已将蛟龙山城全部焚毁，为何如今又要撤往全州？事已至此，我身为南原府使，当与南原同生共死，全军将士都已立下誓言，请兵使也务必与敌血战到底！”

李福南苦劝道：“南原已破，再难坚守，我们已坚持到了最后一刻，何必让将士们白白送死？此时撤退并非临阵脱逃，而是为来日能重整旗鼓！你身为府使更是肩负重任，更应顾全大局！”

任铉坚辞不去，摇头道：“还并未坚持到最后一刻！现在撤兵只会军心大乱，而且撤往全州也停不下来。您此时撤走朝廷有无惩戒我不知道，但我身为府使，此时撤走必然难逃一死，我任铉必与南原共存亡！”

李福南听后只好不再多言，任由任铉离去。日军攻入南原后转入巷战，朝鲜守军中防御使吴应井、驻防将金敬老、别将申浩、南原府使任铉、通判李德恢、县监李元春先后战死。

李福南领手中最后的北境骑兵五百，夺了西门纵马而出，趁间隙突围而走。此次突围也不顺利，突围之后他身边仅剩五十骑，几乎就是仅以身免。

至于其余南原守兵则被全歼，日军连一个活口都没给他们留下。而日军自身损失也十分严重，死伤七千有余。正因如此，日军在夺占南原后立刻屠城一日以泄愤，南原小城之中朝鲜军民由是尽绝。

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