作为胜利的一方，为了夸耀在泗川倭城之战中打败明军的战功，日本史料严重夸大了明军的兵力。《岛津国史》《义弘公御谱中》《西藩野史》等记录明军的总兵力为20万人，《朝鲜征伐记追加》记录为100万人，《岛津历代歌》记录为数百万人。这样的夸大，可以说非常无耻。
与明军的兵力一同被日本史料夸大的，还有明军的伤亡。收录于《岛津家文书之二》的《泗川倭城战首注进状》作于泗川战役结束后没多久，里面记录岛津军斩得明军首级38717颗，还列出了岛津军各部队的具体斩首数目：
部队 斩首数目 鹿儿岛众（岛津忠恒部众） 10108级 帖佐方众（岛津义弘部众） 9520级 富隈方众（岛津义久部众） 8383级 伊集院源次郎（伊集院忠真） 6560级 北乡作左卫门（北乡三久） 4146级 合计 38717级泗川之战结束后的第二年（万历二十七年）正月，毛利辉元、上杉景胜、宇喜多秀家、前田利家、德川家康在联名签署的联署状中，也使用了这一数字，认为日军在泗川倭城之战中斩首明军38000多级。（《泗川新寨战绩之伟绩》）这一数字，被之后的大部分日本史料沿袭，成为主流说法。比这一数字稍小的是《伊达家文书》里的岛津军斩首明军35000级。
除了主流说法的斩首明军38717级以外，日本史料中还出现了比这更大的数字。泗川之战结束后的第二年春，日本的临济宗僧人文之玄昌写了一篇悼念泗川之战阵亡者的祭文，声称岛津军击杀8万明军。原文记载道：
戊戌之秋，大明率数十万之兵来求和睦。日域诸军亦相议以和，我泗川亦欲择日而修会盟。小春之朔，大明兵伪攻我泗川，不得已以战。当其兵刃既接也，弃甲曳兵而走。我军士乘胜追亡逐北，伏尸八万，血流漂橹。我军中无亡矢遗簇之费，是天之所与，而非人力之所能测也。大明诸军矢竭弦绝，终乞降于我。我获其将毛国科为质，共载，全师而归……天假援兵，令吾解难。提三尺剑，坐定胡汉，伏八万尸。（《南浦文集》）
在同年六月岛津家写的《高野朝鲜阵战殁者供养碑铭》中，岛津义弘、岛津忠恒父子亦声称：“泗川表大明人八万余兵击亡毕。”
最为夸张者，是《岛津历代歌》里的记载，声称岛津义弘之子岛津忠恒以一人之力，击破明军数百万骑，明军战死8万人。原文记载：
前太阁公秀吉于朝鲜征伐之时，义弘其子忠恒走从其军，数年之间劳于军务。于此时，大明诸将率数百万骑至于朝鲜，时吾军屯于泗川者仅一万余，较之大明诸军岂翅九牛一毛哉？大明诸将令数百万之军攻我泗川之城，义弘亲子胸中自有数万之兵甲，不战而屈人之兵。是故自提三尺，直进入百万之军，军一时爪溃，追亡逐北。伏尸者八万余，流血漂橹。
《岛津国史》一书则认为明军被斩首38700多级，全军阵亡8万人。但无论是38700余人，还是8万人，都远远超出了明军攻打泗川投入的总兵力，肯定不是事实。
明、日、朝三国史料，对明军在泗川倭城之战中投入的兵力与遭受的伤亡，有许多不同的记载。笔者综合三方史料，将各种说法统计如下：
明军兵力 明军伤亡 史料出处 数百万骑 战死8万人 （日）《岛津历代歌》 数百万骑 被斩首38700余级 （日）《惟新公御自记》 100万人 战死8万人 （日）《朝鲜征伐记追加》 数十万人 战死8万人 （日）《南浦文集》 战死8万人 （日）《高野朝鲜阵战殁者供养碑铭》 20万人 战死8万人，被斩首38717级 （日）《岛津国史》 20万人 被斩首38717级 （日）《义弘公御谱中》 20万人 被斩首38717级 （日）《义弘公年谱》 20万人 被斩首38717级 （日）《渊边真元高丽军觉》 20万人 被斩首38717级 （日）《西藩野史》 被斩首38717级 （日）《泗川倭城战首注进状》 被斩首38700余级 （日）《岛津义弘并忠恒感状》 被斩首35000级 （日）《伊达家文书》 战死1万余人 （朝）《西厓集》 29015人 战死七八千人 （朝）《宣祖昭敬大王实录》 29015人 战死7000人 （朝）《宣祖昭敬大王实录》 战死6000人 （明）《太仆奏议》 步兵战死3000人，骑兵亦多死 （朝）《象村稿》 战死3000人 （朝）《国史》笔者认为，董一元的中路军总兵力依据权威史料《宣祖昭敬大王实录》的记载，是29015人，伤亡就算再大，也不会超过这一数字。因此，相比日本史料中明军在泗川倭城阵亡38000余人、8万人的说法，《太仆奏议》《宣祖昭敬大王实录》中战死6000人、七八千人的说法更加贴合实情。
而明军除了阵亡七八千人之外，还有三四百人被岛津军俘虏。战后，茅国器麾下明兵没有被岛津军剃成日本人的发型，其他营的明兵则被强行剃成日本人的发型，准备送到日本本土。明军被岛津军缴获的物资，有铳筒、弓矢、刀、枪、马、骡、驴、衣服等，其中刀、枪全被岛津军熔了打造炮弹。（《宣祖昭敬大王实录》）
至于岛津军在泗川之战中的伤亡情况，一些厚颜无耻的史料如《征韩伟略》声称岛津军以2000人击败20万明军，自家仅仅阵亡了市来家纲、濑户口重治这两名武士。但据岛津家的《高野朝鲜阵战殁者供养碑铭》记载，岛津军在第二次侵朝战争期间的南原之战、泗川之战中阵亡了3000人。而据《宣祖昭敬大王实录》记载，当年攻打南原的日军左军总共才阵亡了100多人，岛津军只是日军左军下辖的一个军团，伤亡更少，应不足100人。因此，阵亡的3000人中刨去南原之战的伤亡，岛津军在泗川之战的阵亡人数估计有2900多人。
而这2900多人，应该涵盖了岛津军在望晋山之战、昆阳城之战、永春寨之战、泗川旧城之战、泗川倭城之战等一系列战斗中的死亡人数，而这些战斗构成了整个泗川战役。但明军在前四战歼灭的岛津军数量并不多，因此2900多人中的大部分伤亡，都集中发生在泗川倭城之战。
更进一步说，岛津军在泗川倭城之战中付出的伤亡，应该是在明军阵营失火以后。董一元在泗川倭城之后向监军陈效报告：“不意彭信古营中失火，狡倭猝突出，搅战良久，杀伤相当。”（《宣祖昭敬大王实录》）这句话的意思是，彭信古军营失火以后，岛津军从寨内突出，但明军并没有立即溃走，而是抵抗了很久，双方相互杀死、打伤的人数差不多。这番话乍看是董一元的辩护之词，但联想到岛津家史料多次提到追击明军时发生了激战，并且承认在泗川战役中战死数千人，可见这番话反映的确实是实情。因此，虽然明军输了泗川倭城之战，但岛津军在此战中的死伤也很大，而非某些史料吹嘘的只死了两人。