從萬曆二十五年十月，加藤清正已開始在慶尚道蔚山城以東的島山開始築城，為盡快完成，幾部共投入了近兩萬人晝夜趕工。
到了十一月，工程尚未完工，明朝的宣府、大同、薊遼、延綏、保定、浙江等各路人馬相繼進入朝鮮，並在王京集結，準備開始全麵反攻。
北京朝堂上有了一些新的變化，首先皇帝朱翊鈞對拖了整整七年的朝鮮戰事有些不耐煩了，播州楊應龍的叛亂此時愈演愈烈，他是希望盡快結束朝鮮戰事，將兵馬調回平叛。
而且已有言官對前方軍隊的表現頗為不滿，已開始頻頻上疏彈劾刑玠等人。
在這些明明暗暗的壓力之下，即便稷山取得了勝利，刑玠依然感到壓力，於是十月十一下達了反攻命令，並在二十九日又抵漢城。
抵王京之後，隨即召開軍事會議，商討剿倭的具體計劃。經一番商議後決定先取蔚山。刑玠給的理由是：蔚山聯絡西生浦，負東海，直吞慶尚左界，為清正新據巢穴。聞其大集西生浦，機張兵甲於茲……欲漸進而蠶食江原、鹹鏡道，包括王京有之。使其勢得逞，我之前後左右皆難救應，雖百萬兵無所施……
蔚山，北接慶州，西通彥陽，南接機張，東南由水路可通西生浦及釜山。由陸路至西生浦一帶，就是倭軍重要的戰略要地。
蔚山舊壘修的很早，當時明日和談在‘達成’之後，為促使冊封使渡海，便拆掉了地麵工事的木柵、土塀等，但壕溝和石城垣卻未動，年初加藤清正再次渡海之後，已著守開始加固蔚山倭城。
至九月中旬，城隍堂及伴鷗亭（合稱東部洞）兩座工事基本完工，到了十月十二，為應對明軍的南下，淺野幸長和毛利秀元的部將宍戶、安國、太田又在東川與太和江彙合處開始築城，十一月十日，在城隍堂以西的島山上修築本城。
本城分為內城和外城，內城有本丸、二丸和三丸，都有陡坡及工事阻礙，本丸與三之丸之間落差極大，倭寇隻要居高不下，那麼火炮射程就能全程覆蓋二之丸和三之丸。且三之丸的登城道左側，又會全部暴露在二之丸的火力下。
本城南靠太和江的地方，又建有船隻出入口，江水漲潮時，船隊可直趨至城下，人員物資皆可由此進城。
而外城的北東西三麵築有塀，洞開三門，北麵二門，西麵一門；塀外有土壘環繞，壘上設有柵欄；土壘外還有壕溝，壕外又有柵。
除了島山，在東川沿岸，蔚山邑城城隍堂附近的小丘上又修建了出丸，大船可由海口直入出丸。出丸與本城之間依地勢還修了許多工事，而太和江沿岸多是水田，倭軍亦在太和江左右築壘。
另外，毛利還在倭城以北慶尚道左兵營原址上，利用原有石城設立了陣所，以拱衛蔚山倭城。所以整個蔚山倭城就是一個在西川、東川、太和江之間的L型平原上所修築的複雜築壘，與蔚山倭城互為犄角。
至此，倭寇部將的分布則是淺野幸長駐守在島山外城東營（淺野小屋），宍戶駐紮左兵營的陣所，太田駐於古館山，加藤部下清兵衛駐紮城隍堂，加藤本人則在西生浦。
明軍的將帥們並不清楚蔚山倭城複雜的結構，此時正謀劃如何進攻，最終決定大軍分為三協，左協由李如梅統領，分配兵力一萬七，其部將有盧得功、遊擊董正宜、茅國器、陳寅、川兵千總陳大綱、朝鮮忠清道節度使李時言。
中協是高策統領，同樣是一萬七千的兵力，其下有祖承訓、頗貴、李寧、李化龍、柴登科、苑進忠、吳惟忠、慶尚道右兵使成允門、防禦使權應洙、慶尚道府尹樸毅。
右協兵力不到一萬五，由李芳春、解生率領，部將有牛伯英、守備方時新、真定都司鄭印、盧繼忠、楊萬金、陳愚聞、慶尚左道兵馬節度使鄭起龍、防禦使高彥伯。
楊鎬、麻貴督左右二協，刑玠留守王京，分得一千兵力，還有朝廷也派了陳效為監軍。
另外，為此次總攻也備下了大量的火器裝備，大將軍炮、火箭、火藥、及大小鉛子，皆是遼陽分守運輸。至於三眼銃、鐵須筤、悶棍、火炮、火筒、團牌、佛郎機等，更是不計其數。
部署好兵力後，刑玠又令左右兩協自忠州附近鳥嶺南下，經安東直趨慶州，劍指蔚山。同時，因擔心順天的小西行長趕來救援，又由中協抽出一支人馬屯駐於慶尚道的宜寧。如此即可防全羅道而來的敵人援軍，又可東援左右兩協。
刑玠又在三協中另外挑選了騎兵一千五，聯合朝鮮軍，自天安、全州、南原而下，一路大張旗鼓，做出要進攻順天的樣子，以圖牽製倭軍。