大同江之战朝鲜官军再次受挫，夜袭失败朝鲜军队戦意顿失，当日军渡江进攻平壤后，在岸边及城内外布防的朝鲜守将朴锡命、吴应鼎、金应瑞、韩希吉等部上万之众尽皆溃散。号称国之干城的领议政柳承龙借口迎接明朝援军，携从事官洪宗禄率先弃城而走。尹斗寿与金元命知事不可为，亦沉毁军器，率众出逃，平壤遂为空城。
  朝鲜史料记载柳承龙出逃，诸将弃守平壤的经过。（“王城助防将朴锡命，守滩将吴应鼎等溃还，马滩守滩将金应瑞退遁，朴锡命等赴到慈山。平壤旣已被围，坐守江滩，更所无爲。水上诸将金应端、韩希吉、金毅一、金应瑊及巡察使韩应寅，昨日已爲上去。柳成龙恐城难守，托以接待天兵，与从事官洪宗禄辛庆晋。驰出城外。是夜，尹斗寿等知不可守，先出城内老弱、妇女。贼迫城，乃沉兵器江中，引兵潜出，或乘舟下江西，城中空无人“。朝鲜《宣祖實錄》、《再造藩邦志》）
  6月15日，小西行长第一番队占领平壤，朝鲜国王李昖逃往中朝边境的义州。平壤之役小西的第一番队收获颇丰，除去军火之外，还有十万余石的军粮以及大量财物。（“城中积粮数十万石，皆爲贼所有，倭将遂据平壤“。朝鲜《宣祖實錄》）
  小西行长犒军休整数日后，遣军攻击平壤以北重镇顺安，却遭到朝鲜扬州牧使高彦伯、顺安郡守黄瑗等部的顽强抵抗，日军攻城失利，损失志佐纯高(松浦家臣志佐纯意の嫡子)等三四百人，朝军亦折兵数百。
  观战的明军把总佟大刚(“萬历庚戊武进士辽东宽奠堡夷兵参将佟养正之侄“)被日军射杀，同行的家丁郭有功遂将收集日军情报传回辽东。（“今見都元帥狀啓，把總一人輕敵致死。此非我國之人，聞此人佟参將同姓姪云“。李朝《宣祖實錄》）
  小西行长见北进的部队受到激烈的抵抗，又听闻大明即将出兵来袭，遂遵从丰臣秀吉于6月3日自名古屋发布，自釜山、汉城等要地驻军防御占领的军事部署（“つなぎの城”之令，即“御仕置の城”），下令改筑平壤城墙添建石垒，以为久驻之计。
  朝鲜史料记载了第一番队日军初入平壤即添建营垒的之事。（“贼初入平壤，兵约六七千。平行长、平义智、平调信等，分领作土窟于五处，以备藏兵，招诱乱民，作兵为守城，更不出问西路，我人莫知其故。盖因列屯兵分，所领不多，畏为汉兵所薄也”。）
  与小西行长素有嫌隙的日军第二番队指挥官加藤清正见小西行长接取得连攻陷朝鲜王京汉城与旧都平壤的战功，心中妒念陡升，遂向丰臣秀吉请战进攻朝鲜北方诸道，以求获得战功封赏。而丰臣秀吉见日军虽攻取朝鲜大半国土，但如果明兵大举来袭，恐陷入久战之境地，这对综合国力弱于大明的日本非常不利。应速战，以定朝鲜。
  于是丰臣秀吉令加藤清正的第二番队北上攻略咸镜道，并大发援兵，以伊达政宗、浅野长政等大名率领三万五千之众驰赴朝鲜。自此，侵朝的日军水路兵马已达二十四万之多。