卢镗督率狼兵、官兵发起攻击，按预定企图将倭寇向嘉兴以北压迫，并尾追不舍，汤克宽按计划向王江泾前进。张经派遣卢镗与俞大猷所督永顺援军分进合击，大败倭寇于王江泾，斩寇一千九百余人，焚溺死者不计其数。海盗林碧川出没台州外海，卢镗遣都指挥王沛在大陈山海滩大败林碧川，贼兵弃舟登山顽抗，官军尽毁其舟。卢镗督师会剿，于石墙墩痛击倭寇，斩首二百余，生擒林碧川等盗首，其余倭寇尽皆歼灭。不久，倭寇又纠集队伍掠夺浙东沿海诸县，进剿中兵败失利，卢镗再次被夺职戴罪。
兵部右侍郎兼总督江浙事务的胡宗宪，荐擢卢镗协守江浙副总兵，卢镗与定海知县宋继祖合力进剿盘踞谢浦之倭巢。卢镗募集义勇扩充兵力，在海上用火枪、火箭射烧倭船；在陆上利用大青岙、陈夹岙等隐蔽山岙伏兵，以放火为号，海陆同时发起进攻。卢镗又设法召来乡民千余人，在向倭寇进攻时呐喊助威。如此一来，倭寇摸不清有多少官兵，趁夜色从谢浦逃到吴家山，卢镗指挥张四维趁夜色，率麻阳兵突袭吴家山倭寇巢穴，倭寇仓皇突围，被斩杀数百人，余者逃往邵岙，卢镗等率兵会剿邵岙，尽歼之。
倭寇复犯慈溪县城，焚毁县治，卢镗与俞大猷追倭于翁山海上，擒斩三百余人。卢镗又与俞大猷在洋山、马迹一带海域设伏，切断倭寇归路，散倭数千人，分四股入海逃遁。卢镗与俞大猷及海道副使许望东、指挥邓城分股包围，先后歼灭，卢镗设伏烈港，生擒大隅岛主的弟弟、倭寇首领辛五郎等83人，追杀倭寇于海上，击沉倭船数十艘，擒斩倭寇六百五十余人，救出被掳男女七百余口，取得烈港平倭大捷。定海县知县何愈在沥港立“平倭港碑”记其事，并将沥港改名“平倭港”。胡宗宪遂缚陈东、辛五郎等倭首首级晋献朝廷，倭寇士气大挫，倭寇又进犯江北，卢镗率兵急驰增援，于海门将倭寇击溃，又击毁北洋倭船二十余艘，余倭敛舟龟缩三沙。
卢镗升任都督佥事，总督胡宗宪在卢镗等将领的协助下，设计诱擒王直，并在舟山上建造受降亭，举行受降仪式。胡宗宪诗曰：“十年海浪喷长鲸，万里潮声杂鼓声，圣主抚髀思猛士，元戎讵意属书生。身经百战心犹在，田获三狐志幸成。报国好图治安策，舟山今作受降城。”受降亭下，老将卢镗感慨万千，欣然和诗曰：“手提长剑斩妖鲸，八面威风四海声。白发尚能酬壮志，丹心应不负平生，群蛮俯伏归王化，万姓欢歌庆有成。祸本已除环海静，此城端拟汉三城。”
倭寇二千余人入翁山、川沙等地，犯象山、台州、通州、海门、崇明，卢镗与协守浙江副总兵刘显围敌于刘家庄，一举歼灭，而凤阳巡抚兼督江北军务李遂却弹劾卢镗等纵贼为患。此时，卢镗已提升为都督同知兼江南、浙江总兵官，嘉靖帝闻奏，责令夺职视事。不久，兵部郎中、江苏武进人唐顺之都督江浙军务，极力引荐，终使卢镗得以官复原职。
卢镗做了一件功在千秋的大事——督造威远城。熟知兵法的卢镗深知候涛山雄据海口，与金鸡山对峙，为甬江之咽喉，根据多年抗倭的经验，认为从候涛山俯视县城，相隔不过数十步，如果倭贼一旦占领候涛山，且置火炮于山顶，县城将不攻而破。倭贼络绎衔尾入镇海关官军也无法阻止。所以，守城非据险要处不可，而据险要处非建城不可，于是，决定在候涛山顶筑建城堡。筑城的劳力主要来自官军，卢镗亲自督办，经过军民一年三个月的努力，城堡竣工，名曰：“威远城”。城周长200丈，高2.2丈，厚1丈。设雉堞164个，辟东西二门，内建戍屋40余楹，屯兵戍守。
同时，在候涛山麓西南筑靖海营堡，在隔江的金鸡山铸火器若干座，以战舰布防甬江口，与县城相犄角，形势益固。这座威远城，不仅在抗击倭寇的斗争中起了重大的作用，而且在清朝后期抗击英国和法国侵略者的战争中，也起了一定的作用。一日，卢镗闲暇登候涛山，肃立在威远城楼上，遥望大海，触景生情，赋诗曰：“招宝苍茫控咽喉，巍峨雄堞护重楼；洪涛闪烁金光动，大海澄清瘴雾收。百万貔貅屯远垒，三千戈舰列安流；从今夷寇寒心胆，永固皇图亿万秋。”不久，有倭寇向南洋突围，卢镗率军攻击，斩杀倭寇数百。
倭寇近二万，连舸数百，犯台、温，入昌国，卢镗与戚继光、参将牛天锡等在翁山马岙沙蛟、长白港等地合力围剿。台州一战，歼杀倭寇魁首，仙居一战，前来侵扰的倭寇被全部歼灭，先后连续九次战斗，累战累捷，共斩杀倭寇四千有余。此后，倭寇南移，其势渐衰，浙江沿海倭寇之患渐平，总督胡宗宪以荡平功奏报朝廷给卢镗增加俸禄、赐金帛作为奖赏。
卢镗与知县何愈、都指挥李兴合议，于候涛山上建文笔塔，以志纪念抗倭胜利及缅怀全体将士的不朽功勋。胡宗宪被劾，朝廷以严嵩党亲信将其逮捕入狱，而卢镗是因胡宗宪擢用并报功请赏的，又被视为胡宗宪的同党，朝廷以抗倭督师不力、作战失利等八大罪状，卢镗被逮治下狱，后又免罪遣归故乡丽水。
卢镗虽累官至朝廷二品大员，但家计萧然，清贫如平民，世人无不叹其清廉，卢镗病逝于丽水城，享年七十三。史称卢镗有将略，身经水陆数十余仗，终嘉靖之世抗倭名将，仅亚于俞大猷、戚继光。