嘉靖四十二年冬,倭寇2万余人分乘百艘舰船,陆续在福清、兴化(今莆田)、泉州、漳州等地登陆。戚继光指挥军民与倭寇水陆交战12次,斩倭3000余人。倭寇以分散受挫,遂改变策略,集中攻城。倭寇万余兵力围攻仙游。知县陈大有率全城军民据城防守。戚继光根据敌情,调整部署:以一部随监军副使汪道昆往福州,防倭袭击省城;一部防守闽江、兴化,防倭深入腹地;又命把总傅应嘉统3000名水兵驻守漳州、泉州,控制沿海要地;自率6000名戚家军增援仙游。时倭寇环城立营筑垒,发动进攻。戚继光以兵力悬殊,决定以仙游城为支撑,抑留敌人,俟主力集中后,再谋歼敌。遂派亲兵200人乘夜入城,加强防守力量;命守备胡守仁领兵驻扎铁山,据险为垒,牵制倭寇;从各营挑选勇士500人,组成敢死队,不时袭击敌营;将大本营移至离倭寇较近的石马,四面布置疑兵,既遏制倭寇四出剽劫,又使其不能专意攻城。
倭寇多次发动攻城,在城内守军顽强抗击和城外明军多方牵制下,均未成功。十二月二十三日,浙江6000名援兵赶到,戚继光决心转为进攻。为造成局部优势,计划以主力先攻南门外敌垒,然后转用兵力攻击其余,以期各个击破。遂命守备王如龙为左路、胡守仁为右路,协同中军合攻南垒;把总陈濠、游击李超分向东、西垒进行牵制性攻击;把总金科为预备队,随时策应各路;指挥吕崇舟、副总兵金文秀至铁山为疑兵,牵制北垒倭寇。二十六日,正当倭寇利用“吕公车”攻城时,明军主力分3路向南门外倭寇发起进攻,倭寇大败,退入南垒。明军奋勇冲杀,摧围拔栅而入。残倭逃向东、西门。胡守仁乘胜向东追击,与陈濠部夹击东垒倭寇,王如龙向西追击,与李超部夹击西垒倭寇。各路明军英勇突击,迅速突破东西两垒。残敌数千逃往北垒。戚继光亲率大军攻击北垒,倭寇大部被歼,仙游围解。
仙游之战,戚继光准确判断敌情,及时调整部署,既不轻敌冒进,又不消极待援,采取各种积极措施,争取时间,抑留敌人。俟援军到达后,再以各个击破的作战指导,达到既解仙游之围,又歼围城之敌的目的。