兵发起追击，日军几乎全为步兵，机动远不如骑兵迅捷，黑田直之、栗山利安的先锋队在紧急撤退中未料到明军追击如此果决且如此之快，铁炮队尚未重新排队列，只能散乱迎击。
明军铁骑呼啸而下，只数人中弹坠马便已冲至日军面前，日军兵力不足，又没有列好阵势，完全不是敌手，立刻被冲散。黑田直之及栗山利安左右砍杀，但也无济于事，全队当即陷入苦战，危在旦夕。
而在黑田直之向明军发起进攻之时，主将黑田长政在听到铁炮的声音后便领五千兵加速驰援，令黑田一成、后藤基次、野村佑直领兵先去接应。
黑田一成喊道：“先锋若败，士气崩溃，我军再难支撑，此地将成我军葬身之地！”黑田一成动员所部从侧翼突入，奋力阻击明军。后藤基次、野村佑直领兵与附近山中多竖军旗来回奔跑喊杀，营造大军来援之象。
解生见状，以为日军主力已至，想到自己的任务是阻拦日军而不是击溃日军，再加上此时已然日暮，也便见好就收，下令收兵。黑田直之及栗山利安领残余先锋队因此得以生还。
入夜后，解生向泗川的高务实派出信使说明情况，高务实接到报讯后与部下们商议。
马千乘道：“现在解副戎急需救援，但末将认为不可力拼，我军之长在火炮与骑兵，若论火枪，虽也比倭寇更强但差距却没那么大。末将以为不如再发我部三千援兵，而后以一千兵力坚守阵线，大作声势，扮作我军主力已然前出之假象，吸引倭寇全力进攻。
此时则将所有的火炮及火器全部集中至此处，给予敌寇迎头痛击，反复不断，步卒倚仗地形，若敌突进则再行击退。因为此前侯爷的康慨，我军火器已足，应当不成问题。
而另外再命李总戎派三千骑兵隐秘绕行，于敌两翼侧后突袭，穿插分割，声东击西予以重创，敌必惊惧，再不敢生轻进之心。侯爷以为此计如何？”
高务实道：“此计甚好，泗川小城虽非固若金汤，但我后路早已留下，你此战并无后顾之忧，务必痛击敌寇。同时，还要严令全军不可争抢首级，以免贻误战机，使防线松垮，所有首级按我旧规，一律战后收集。”
马千乘立刻领命，随即高务实便派遣马千乘、秦良玉夫妇领本部三千援兵驰援莲花山。而此时黑田长政则向后方的毛利秀元求援——由于山区丘陵之故，日军此时也没法数万大军一齐涌入，因此分了前后。
毛利秀元亲率两万五千日军前来救援。大家都是援军，但明军马千乘部乃是土司兵，相比日军而言，山地机动能力明显更佳，故明军援军比日军更早抵达。
次日，黑田长政调整编队，以母里友信、栗山利安、黑田利高为右备一番队；井上之房、野村佑直为右备二番队；黑田一成、后藤基次为左备一番队；黑田直之、桐山信行为左备二番队；以上都是黑田二十四将的成员，黑田长政自领本队三千居后。
拂晓时分，五千日军便对明军发起突袭。
解生、牛伯英及杨登山领兵一千驻守防线，遍插旗帜以广布声势。解生集中三十门三号炮、二十门四号炮，再列二百人于阵前持万历二式一百五十杆及一窝蜂等火箭装置待命。其余六百人佩刀上马结阵于两侧策应，除骑枪已然火药弹丸上膛外，还各负弓箭五十支作迎战准备。
黑田军右备一番队率先向明军阵地发起冲击，解生下令全军百步之外以火炮弓箭击敌，临近百步以火枪火箭阻击，三十步则步兵出击。
右备一番队尚未前进三十步便遭明军火力压制，顷刻间炮如雷震，箭如雨下，炮弹扬起的尘土几乎遮蔽了视线，一经击中便有三四人应声飞起，血肉模湖，其余被弓箭者射翻倒地者亦有百人，日军当即大乱。
栗山利安令全队结竹盾推进，以铁炮行进连射试图还击，但依旧难挡明军的火炮威力。母里友信及黑田利高率兵分从左右再度突进，母里友信高喊：“欲名扬天下者，便跟随我母里太兵卫讨取敌将首级！”
黑田利高远见母里友信鼓舞分队忘死突进，自然也不甘示弱，随即高喊：“都称他母里太兵卫是黑田第一勐将，我黑田利高也绝非贪生怕死之徒，攻下莲花山分赏土地！不畏死者才能建功立业！”
二人各领一小队疯狂冲锋，但仍然死伤无数，临近明军百步时已不足百人，明军火枪一轮齐射过后，日军溃乱，母里友信及黑田利高被部下拼死救回本阵。
栗山利安见状下令撤退，母里友信目眦欲裂，愣是不从，栗山利安说道：“太兵卫！我们已伤亡过半，武勇并非寻死，还有后续番队将消耗明军力量，待我们重整队列再来，不可莽撞，听从命令！”于是右备一番队撤出。
黑田军左备一番队由黑田一成、后藤基次率领接替进攻莲花山，后藤基次建议道：“明军火力势强，右备一番队强攻之后反遭重创。应令全队成散兵配置，九人一组结盾抵御弓箭，逐步推进以铁炮还击，交叉换位减少火炮伤亡。等待时机再一鼓作气发起冲锋，或能因此攻下莲花山！”黑田一