在朝鮮水軍封鎖大同江的當下，日軍若想退走只能透過綾羅島回到南岸，而牡丹峰居高臨下，可以直接掐斷日軍退路。
聽聞牡丹峰得而復失，李如松大怒，下令吳惟忠、查大受再攻牡丹峰。
前一次攻山將山上的森林植被燒沒，現在的牡丹峰光禿禿的，明軍只能採用最原始的攻山方式，純靠人力攻打。
然而日軍似乎守出了一些心得，使得兩人久攻牡丹峰不下，甚至軍隊出現了不穩的跡象。
平壤中城的攻城戰相比外城更加殘酷，明軍沒有了大炮的幫助，只能與日軍展開了最原始的登城作戰。
好不容易付出了千餘人的代價這才拿下中城，日軍有退到城內練光亭駐守。
這裡是日軍最後的據點，是平壤城內的一處石山，背後就是日軍最後的城門大同門。
早在明軍到來之前，日軍就利用城內的建築物石塊壘出了一座石頭城，如今便是利用這座石頭城駐守。
日軍為了活命爆發出了極強的戰鬥力，明軍攻至傍晚練光亭依舊不能拿下。李如松知道士兵苦戰一日早就人困馬乏，無奈只能暫時下令退兵，準備明日再戰。
苦戰一日的小西行長和松浦鎮信清點士卒之後發現城內只有數千兵力，去掉宗義智帶去牡丹峰的兵力，整個第一軍團餘下不足8000人，戰損過半。
再加上援軍遲遲不至，然他萌生了退兵的想法。
他與松浦鎮信商議道“援兵不至，今以至此，豈得擊走明之兵乎？今與徒死，不如先逃。”
很顯然松浦鎮信也不願意死在這裡，經過一日的苦戰日軍早已戰損過半，全憑一口氣硬撐著。大量的鐵炮、彈丸、火藥早已遺落損毀，身邊的糧食已經不足3000石，平壤城已經不足為守。
明日若是明軍再次來攻，日軍必定是覆滅無疑的。
兩人商議一番之後決定36計走位上計，當天深夜便帶著軍士從大同門出逃走。
原本他們想要沿著平壤城走到牡丹峰，經過綾羅島渡過大同江。
但是有些早就喪膽計程車卒，不服從約束直接從大同門出去後直接向著大同江東岸跑去，最後跑到了大同江的江面上。
允許是小西行長命不該絕，今日大同江江面居然結冰，人可以直接在上面坦然行走。
更多計程車卒見到這種情況，更是一窩蜂的向大同江奔去，畢竟若是可以從容的渡江，又有誰願意繞過敵兵佔據的長親門，經綾羅島渡江呢?
日軍夜晚的逃跑的動靜有些大，李如松從睡夢中被親兵喚醒，來到平壤城頭髮現大批的日軍居然已經渡過河去，對岸的曹好益所帥的水兵和義兵已經被殺退。
他驚訝於昨日還是滔滔江水的大同江居然是在一夜之間凍住，感慨這是老天要放日軍離開，因此當有麾下想要踩著冰面追擊的時候都被他叫停。
當然李如松叫停追兵不是沒有理由的，他在城頭看得真切，冰面並不結實，有一部分日軍就因為冰面承載不住重量跌入大同江水中被活活淹死。
如今明軍已經拿下平壤，沒有必要再付出無謂的犧牲。
小西行長退走之後不久，牡丹峰上的宗義智也收到訊息，帶著軍勢經由綾羅島退直東岸。
至此第二次平壤之役戰罷，明軍戰後檢索首級得6000餘級，燒死的屍體約5000餘人，昨夜夜逃大同江溺亡者千餘人。
根據這樣的記錄，日軍應該只有數千人遁逃，但是小西行長到黃州收攏敗軍之後，依舊有9000餘人，實際戰損4000人左右。
這就是說昨夜溺亡大同江的人最多數百人，那麼明軍的斬獲和日軍的首級數量就對不上了。
要知道小西行長的第一軍團過去一直是日軍征討朝鮮的先鋒，多次戰鬥之後餘兵不過1萬3000人左右，可是眼下餘兵8000+明軍斬獲超過2萬人。
就算算上3000僕從軍依舊有數千人的差距，可見明軍又在平壤城內殺良冒功了。
餘日軍的戰損相對應的，是明軍的戰損。
戰後插計各營，陣亡官丁1575人，陣傷官軍2185人，陣中被射死騾馬722匹，實際上是與日軍死傷相當的。
換算一下平壤之戰直接讓明軍主力損失1/15，而前面還有數百座朝鮮城池等著收復。
這樣的傷亡比例顯然是李如松不願意接受的，也難怪後來李如松對柳成龍說道“我兵為救活爾等，死傷三千餘人。”的話了。