火炮搬上城头，协助朝鲜守军据城死守。
这一次，倭寇来得太多了。
丰臣秀吉从日本本土调来的第二批兵员已陆续抵达釜山，三万生力军涌入朝鲜，前锋直逼尚州。
战斗持续了三天。
第一天，倭寇试探进攻，被城头火炮击退三次，城下堆了上千具尸体。第二天，倭寇分四面同时攻城，消耗守军火药，城上炮管烫得无法装弹，倭寇趁势架云梯攻上东面城墙。李成梁亲自带亲兵冲上城头夺回缺口。第三天，守军火药耗尽，弓箭见底，倭寇发动总攻，部队从三面压来，尚州城午后被攻破缺口。
李成梁下令撤退。他带残存明军和部分朝鲜守军从北门突围而出。朝鲜守将金庆没有走，带着最后几百人退入城内巷战，力战而死。
明军此役死伤四千余人，是入朝以来最惨重的一次损失。李成梁带出的明军不满八千，马匹折损大半。他率残部北撤至忠清道与后续援兵会合，勉强稳住阵脚。
尚州陷落，倭寇前锋距王京已不足两百里。
消息传到义州，朝鲜国王李昖手中茶盏坠地摔碎。他当天召集备边司全体官员，说了四个字：“大明援兵。”李昖亲笔写下求援国书，盖上王印，遣使昼夜兼程送往北京。
国书六日后送抵玉熙宫。皇帝拆开火漆，展卷而读。
朝鲜国王李昖顿首再拜，谨奏天朝皇帝陛下：
臣受国厚恩，承祖先社稷之重，守三韩千里之疆，夙夜惕厉，不敢怠遑。不意天降大祸，倭寇猖獗，倾国来犯。自釜山登陆以来，所过州县，尽为焦土；所遇军民，悉遭屠戮。其势之盛，前古未有。釜山既陷，东莱继之，庆州、尚州相继失守，倭锋北向，已迫王京。
臣之将士，非不效命；臣之百姓，非不尽力。各城守军浴血固守，百姓自毁田舍、坚壁清野，誓不以尺寸之地资贼。然倭众我寡，强弱悬殊。臣之兵力不过数万，贼之众号十五万。臣之器械多已朽钝，贼之铳炮犀利无前。数月之间，血战数十，大小城池沦陷大半，士卒死伤数万，百姓流离失所者不可胜计。
今尚州已陷，贼前锋距王京仅二百里。若王京再失，则三韩八道尽入贼手，臣之宗庙社稷，不复得存矣。臣虽愚昧，亦知藩屏之重。朝鲜一失，贼兵即临鸭绿江，辽东震动，畿辅不安，其为天朝之患，何可胜言！
臣窃闻古者诸侯有难，天子救之，如拯溺焚，不忍坐视。今臣之危，甚于溺焚。伏望皇帝陛下，俯察藩臣迫切之至情，念先朝二百年来朝鲜恭