Przed świtem 16 grudnia Japończycy rozpoczęli przeprawę przez cieśninę, by natknąć się na zaalarmowane i czekające siły koreańsko-chińskie (S. Turnbull podaje, że to sojusznicy przypuścili zaskakujący atak). Siły koreańsko-chińskie uszykowane były w trzy eskadry: prawym skrzydłem dowodził Yi, w centrum chiński admirał Chen Ling, a lewym – Deng Zilong. Bitwa toczyła się podobnie jak poprzednie: ogień ciężkich koreańskich i chińskich dział niszczył kadłuby lżejszych jednostek japońskich, a koreańskie okręty pozostawały niewrażliwe na ostrzał z lekkiej broni japońskiej. Walka była jednak bardzo zacięta i okręt chińskiego dowódcy został zagrożony abordażem. Z pomocą pospieszył mu Deng Zilong i atak odparto, ale okręt Denga został zatopiony ogniem bratobójczym: Deng płynął koreańskim panokseonem, który został wzięty za jednostkę japońską, a próbę dostarczenia posiłków na chiński okręt flagowy zinterpretowano jako próbę abordażu.
Liczne okręty japońskie zostały zniszczone ogniem działowym z bliska, staranowane lub podpalone. Walka toczyła się na tak bliskim dystansie, że Koreańczycy rzucali płonące kawałki drewna na pokład japońskich jednostek.