军军旅不整，蜂拥而至，便指挥船队变换阵形，分为左右两队，将倭军围在阵中。日军被围，舰只相互碰撞无法回旋，士兵大乱。日军大将朴市田来津虽然“仰天而誓，切齿而衅”，奋勇斩杀数十唐军，直至战死，但亦无力挽回战局。不过片刻之间，日军战败，落水而死者不计其数。《新唐书》记载：此次海战“四战皆克，焚四百船，海水为丹。”百济王先在岸上守卫，见日军失利，乘乱军之际，遂逃亡高句丽。 唐军白江口得胜消息传到周留城，9月7日守城的百济王子余忠、胜忠等率守军投降。日本陆军忙自周留城及其他地区撤离，百济境内日军集结于以礼城，于9