日本水军接连战败的消息传到名护屋后，丰臣秀吉大怒，严令胁坂安治、九鬼嘉隆、加藤嘉明三将组成联合戦队，歼灭李舜臣所部水军。而此时，经过“唐项浦”海战后，朝鲜水军的编队作战，阵法的演练日趋完善。
李舜臣、李億祺、元均三将合军后，实力激增的朝鲜水军战船数量达到一百三十三艘（计有龟甲船二艘、板屋船五十九艘，狭板船与鲍作船七十二艘）。更为重要的是，朝鲜水军偏裨将佐达三十多名，这使其结阵作战迅捷有效。
此时，朝鲜水军总兵力已达一萬余人，分由一領將盧天紀，全羅左道左斥候將蛇渡僉使金浣，二領將曹長宇，左別都將前僉使裵慶男，判官李渫，左衛左部將鹿島萬戶宋汝悰，步战駐統將崔道傳，右斥候將呂島萬戶金仁英，龜船突擊將主簿李彦良，全羅右道鷹揚別都將虞候李廷忠，左鷹揚將薺浦萬戶郑麒壽，右鷹揚將南桃浦萬戶姜應彪，前部將海南縣監魏大器。
中部將珍島郡守金萬壽，右衛中部將康津縣監柳瀣，左部將木浦萬戶田希光，右部將主簿金南俊，左部將金甲島萬戶李廷彪，戦統將郭好信，慶尙右道彌助項僉使金勝龍，左遊擊將南海縣令奇孝謹，右突擊都將蛇梁萬戶李汝恬，左斥候將固城縣令趙凝道，先鋒將泗川縣監奇直男，左斥候將熊川縣監李雲龍。
中衛將順天府使權俊，捍後將加里浦僉使具思稷，左突擊將平山浦萬戶金軸，遊擊將河東縣監成天裕，左先鋒將所渄浦權管李英男，中衛右部將大静县监崔天宝、中部將光陽县監鱼泳湛等三十四將统带。
李舜臣与元均、李亿淇会商后，决定出动偏师，通过机动作战不断的打击附近海域的日军零散运输船只。同时派出谍船“探見賊勢”。待战机出现后，再以全军出击，给敌人以最大的打击。当李舜臣通过谍探获知胁坂所部的动向以后，便派出饵船诱敌。急于求战的胁坂安治遂落入李舜臣的圈套。
七月初，胁坂安治以胁坂左兵衛及渡邊七右衛門为副将、海贼大将真鍋左馬允为先锋，统四千之众，驾驶七十三艘兵船寻机与李舜臣决战。（肋板船团的主力战船为安宅船三十六艘、关船二十四艘。兵力构成为肋板军约一千四百人，其余二千六百多名辅军，为朝鲜伪军弓手与船夫。）
七月八日，胁坂船团七十多艘兵船，被故意示弱的朝军诱致闲山岛前洋海面，旋即遭到李舜臣、李亿淇及元均所部一百零九艘战船(龟甲船二艘、板屋船五十九艘、狭板船四十八艘)包围。在朝鲜水军“鹤翼阵”的攻击下，胁坂所部虽拼死抵抗，但军船数量与火力均处于劣势的日军遭到惨败。
胁坂安治家臣胁坂左兵衛和渡邊七右衛門战死，这二人均是“龙仁之战“中以数百人击溃上萬朝军的日本骁将，此战中却被李舜臣挥军击毙，真鍋左馬允剖腹自尽。（海賊出身の真鍋左馬允は船を失って上陸後に責任感から切腹した。）
经此一战，声名显赫的沼岛、由良等地的日本淡路水军元气大伤，胁坂军七十三艘战船只逃回六艘安宅船与七艘关船，军船战损率达到百分之七十。（“敌舩雲集，火箭巨矢，咫尺而發，安治苦戦，亡其众而退”）。
战斗中，朝军发现日本战船上载有大量朝鲜櫂夫(划桨奴隶)及附逆的伪军弓手参战，日本水军以铁炮片箭与朝军对抗。(“倭铳所发铁丸如雨，亦有如我國人所發片箭，及洋中全捕倭船，射士櫂夫多我國人“。)
此战，朝鲜水军大胜，捕获敌船二十艘，击沉三十九艘，斩获首级一百二十颗，遭到射杀以及溺毙的不计其数。（“我船佯退而還，彼賊逐之不已，及出洋中。余令諸將鶴翼列陣，一時齊進，爭先突戦，箭丸交發，勢若風雷，焚破倭船三十九只，全捕二十只。斩贼首百二十级，逢箭投水溺死者，不可勝數”。《李忠武公全書》見乃梁破倭兵狀）
战后，有四百残倭逃至闲山岛，李舜臣遂命元均剿灭，但元均进击途中却将附近的朝鲜渔船误认为是日军增援舰队撤军而还。（因朝鲜的奴隶政策，壬辰倭乱时期，日本水军中确实编有附逆作乱的朝鲜伪军作战船只）李舜臣闻之怒斥元均，恰在此时，朝廷嘉奖元均正二品崇宪大夫的诏书来到。
李舜臣上呈元均纵敌脱逃之罪，二人至此视同水火。（“慶尙道閑山島前洋接戦時，残倭四百，絶島下陸，有若籠中之鳥，當過旬日餓斃。丁寧，令同道右水使元均，率其所屬舟師，圍抱四面，無遺捕斬。元均厥後誤聞賊船多至，解圍而去。下陸倭人等，伐木爲槎，盡渡巨濟，鼎裏之魚，終至脫漏，極爲痛憤”。《李忠武公全書》被圍倭兵逃還狀）
然而，却有相关的朝鲜史料，记述了在李舜臣军中寄人篱下的庆尙右水使元均率领其为数不多的部众，在龟甲船的支援也下取得相当战果。
其中，仅元均的坐舰就曾击沉焚毁日本军船二艘。而其麾下左先鋒將訓鍊判官兼所非浦權管李英男，左斥候先鋒都將熊川縣監李雲龍以及左突擊將軍器寺副正兼固城縣令趙凝道，左斥候一先鋒將泗川縣監奇直男，右突擊都將訓鍊正兼蛇梁萬戶李汝恬等偏将也在海战中颇有斩获。（“慶尙道右水使元均，倭中船二隻焚滅；左斥候一先鋒將泗川縣監奇直男，倭大船一隻焚滅；左突擊將軍器寺副正兼固城縣令趙凝道，倭大船一隻焚滅；左先鋒將訓鍊判官兼所非浦權管李英男，倭大船二隻焚滅；突擊都將訓鍊正兼蛇梁萬戶李汝恬，倭中船一隻焚滅；遊擊將河東縣監成天裕、右部將唐浦萬戶河宗海、同力倭中船一隻焚滅；左斥候先鋒都將熊川縣監李雲龍，倭大船一隻焚滅；右遊擊將鎭海縣監鄭沆，倭中船一隻焚滅；右鷹揚將訓鍊判官兼南桃浦萬戶姜應彪，倭中船一隻焚滅”。）
在朝鲜刀笔之吏编篡的文献中屡次出现对元均褒贬不一的记载，也许从侧面诏示着困于党争的李氏朝堂之乱象。
闲山岛海战，全羅右道水军节度使李億祺(李氏王族宗亲)再立战功，也获得朝廷封赏赐。(“全羅右水使李億祺協同左水使李舜臣慶尙右水使元均，撞破賊船三十九隻。雖其獻馘只九級，而賊變後戦捿之功，未有過於此者，億祺特加賞资宪”。李朝《宣祖實錄》）
李舜臣与李億祺所部偏裨将佐也斩获颇多，尤以光陽縣監魚泳湛、順天府使權俊战果颇丰。据朝方史料所记载，胁坂安治家臣胁坂左兵衛和渡邊七右衛門或为權俊与魚泳潭击毙。（“光陽縣監魚泳潭，撞破層閣倭大船一隻，射中倭將，縛致臣船，未及問罪，逢箭甚重，語言不通，卽時斬首，他倭幷斬十二級。鹿島萬戶鄭運，銃筒挾攻焚破層閣大船二隻，斬首三級”。）
闲山岛海战，朝鲜人声称歼敌六千之众。然而，据多方史料记载当时肋板军只有一千四百余人，战后还生九百多人（“翌年五月の晋州城攻撃時の脇坂軍の点呼員数は九百人“）。因此，朝军战果也许包含跟随日军参战的朝鲜奴隶，这些被日本人消籍释的奴隶曾成千上万的加入日军充当弓手和船夫。
获得胜利的朝鲜水军在“闲山海战”中也遭到肋板军的疯狂反扑，戦殁大静县监崔天宝、训鍊僉正金大春、金涵字、徐德崇，主簿崔仲福、申龍虎，奉事朴大福等数百人。（“大靜縣監崔天寶，僉正金大春、金涵字、徐德崇，主簿崔仲福、申龍虎，奉事朴大福等與賊力戦，同日殉節“。）
日方相关史料记录了己方战败的过程，称肋板船团之将船，遭到敌方龟甲船击破，肋板安治在所部直臣武士的拼死救援下才得以脱困。并对朝鲜龟甲船的戦力有着较为详实的描述。
史记：“安治駕兵舩至見乃梁，舜臣謂此地海狹水淺難於囬棹，不如佯退，誘至海闊處相戦。遂揮舩退遁，我兵爭乘之。既出隘口，舜臣鳴鼓壹聲，諸舩囬棹。舜臣嘗創造龜舡，楯板鋪舡背，以片鐵覆盖，形穹隆如龜，縱橫出入如梭。戦士櫂夫皆藏于舡内，多載铳砲搏战。我將舩樓櫓，為敌砲所破，安治殆危，部下奮戦，方得脫困，然我兵鲜奴亦多死。（日《征韩伟略》、《高麗船戦記》）
