真正让陈璘为国人所熟知的，是他在朝鲜的抗倭战场上，对倭寇英勇作战所取得的辉煌业绩。自此之后，他卓越的军事指挥才能，即为明廷朝野内外所认同，并成为明朝统治所倚重的名将。

可以说，援朝抗倭战场是他军旅生涯的重要转折点。明万历年间，倭患严重。丰臣秀吉统一日本后，于万历二十年（1592年)悍然发动侵略朝鲜的战争，“时朝鲜承平久，怯不谙战，皆望风溃”。短短3个月间，朝鲜几乎全境陷落，形势十分危急。

这对明朝的边防安全也形成了巨大的威胁。朝鲜的危局再一次将陈璘推上了更高的历史舞台。明神宗下令各地举荐人才，以备援朝任用。两广总督萧彦上疏明神宗，推荐陈璘，称“陈璘身经百战，气雄千夫，陈璘之名，于粤最著，而其树功于粤亦最多，谈粤之宿将，无有两者”。

可见，在援朝抗倭战争之前，陈璘尽管在岭南地区已有相当的知名度，但还未能进入明廷最高统治者的视野，当时他还只是地方杰出的将领。在萧彦的举荐下，出于加强京城防御的需要，明朝“以璘熟倭情，命添注神机七营参将，至则改神枢右副将。无何，擢署都督佥事，充副总兵官，协守蓟镇。

明年正月诏以本官统蓟、辽、保定、山东军，御倭防海。会有封贡之议，暂休兵，改璘协守漳、潮。”然而不久，陈璘即因牵涉贿赂兵部尚书石星案而遭罢职。

万历二十五年（1597年)，日本再次发动侵朝战争，明廷以兵部尚书邢玠、佥都御史杨镐为经略，以麻贵为提督，统兵赴朝作战。这次援朝作战，明军统帅邢玠吸取了前次缺乏水军配合、师劳无功的教训，积极从江南招募水兵，史称“东征失利，以前役缺水兵无功，乃益募江南水兵，精讲海运为持久计”。

曾经在福建漳州、广东潮州沿海地区防御倭寇的陈璘，既有山地作战的经验，也熟谙水战，是一位难得的将才，也是援朝抗倭将领的最佳人选之一。因此，在朝鲜战场急需用人之际，明廷“起璘故官，统广东兵五千援朝鲜”，“改领水师，自鸭绿江以南，唯公制之”。

经略邢玠统领明军，分为中、东、西、水共四路，分水陆进入朝鲜，每路置大将，“中路李如梅，东路麻贵，西路刘挺，水路陈璘，各守信地，相机行剿，中路李如梅寻调辽师，以董一元代”。陈璘率副将陈蚕、邓子龙，游击将军马文焕、季金、张良相等，统率水师1.3万余人，甫一入朝即敏锐地意识到，抢占海上战略要地才能克敌制胜。

他将所率领的水军数百战舰，“分布忠清、全罗、庆尚诸海口。初，贼泛海出没，官军乏舟，故得志。及见璘舟师，惧不敢往来海中”，又载“公领楼船出海，贾勇先登，一战夺其鹿岛、竹岛据之，曰此吾之昆仑关也”。由于战略眼光独到，抢占了海上要道，陈璘在朝鲜抗倭的海上战场赢得了主劫权，为取得最后胜利提供了重要保障。

相反，倭寇失去海上两岛险要之地后，其海上的补给遭到明水军的打击，随即在战略上陷入被动。“倭失险，复列营顺天、曳槁等处，坚壁以老我师”。为挫败倭寇的图谋，陈璘表现出很高的海战指挥艺术，他主动示弱，实行战场欺骗，以小艇、疲卒诱敌出击，待倭寇倾巢追击明军时，陈璘督率明军半道截击，率“精锐力战，贼三战三北，遂不支，遁去”。

陈璘率领的水军取得重大胜利，缴获大量器械、物资。

当然，明军入朝抗倭并不是一帆风顺的，由于明朝内部有人幻想通过议和，使倭寇退兵，影响了明军斗志；同时各路明军配合不力，刘挺、陈璘所率的明军，在进攻倭酋小西行长据守的城池时，也曾失利，史载“綎进攻城，行长潜出千余骑扼之，綎败北，丧士卒千余，陈璘亦弃军遁，覆舟溺死者万余，挺、璘互相讦揭”。

然而，丰臣秀吉不久病死，侵朝倭寇军心动摇。陈璘与刘挺遂趁机发动强攻，两人水陆配合，围攻倭寇。刘挺挥军进攻小西行长据守的长顺天大城，陈璘在海上“以舟师夹击，复焚其舟百余。石曼子西援行长，璘邀之半洋，击杀之”。

在围歼倭寇的海战中，身为总兵的陈璘，不仅运筹帷幄，而且身先士卒，取得露梁海战围歼倭酋石曼子的重大胜利。邢玠在给万历皇帝的奏报中称，“近者倭兵二万余，舟以六七百计，纠釜山、泗川、巨济、闲山各倭将，悉力西援行长。总兵陈璘即身先将士，鼓众大战，铳死大倭将石曼子，又生擒一部将，其焚溺死者无算……功收全胜，妖氛已平”；露梁海大战之中，“贼大败，脱登岸者又为陆兵所歼，焚溺死者万计。时挺方攻行长，驱入顺天大城。璘以舟师夹击，复焚其舟百余。……贼退保锦山，官军挑之不出。已，渡匿乙山。崖深道险，将士不敢进。璘夜潜入，围其岩洞。比明，炮发，倭大惊，奔后山，凭高以拒。将士殊死攻，贼遁走。璘分道追击，贼无脱者。论功，璘为首，挺次之，贵又次之。进璘都督同知，世荫指挥佥事。”

陈璘在援朝抗倭的战场上，夺得首功，可谓实至名归。他不仅勇猛敢战，更重要的是其卓越的军事指挥才华得以充分发挥，从挥师疾进，抢占海上要地，到主动率水师配合陆军夹攻倭寇，再到奇袭顽敌，追歼穷寇，指挥如行云流水，没有丝毫含糊停顿，战斗一个接着一个，不给敌寇以任何喘息之机。提及其在援朝抗倭战场上的辉煌业绩，不论是朝鲜国内，还是明廷朝野内外都对陈璘交口称赞。

战后，朝鲜国王称赞陈璘“节下以楼船之师，扼贼于露梁，身先诸将，奋勇直前，碎其艅艎，俘斩无算。……麟阁第一之功，非节下而谁哉！”又对明军主帅邢玠称，“天朝大人莫不尽心于小邦之事，而陈大人(陈璘)最为力战”。

回国后，刑科给事中杨应文举荐陈璘，“报国誓捐七尺，摧锋力敌万人，恢复金广之境土而还诸朝鲜者四将，互相犄角，而璘为首”。其后，明人茅元仪在编明代兵书《武备志》中，直称陈璘为“名将”。

因此，援朝抗倭之役，是陈璘跃升“名将”里程碑式的一次战役。