望着遮天蔽日的白色五角星，刘田甫、吕德元、唐静海、阎志恭等人都瞠目结舌。
10时38分，第一架美军鱼雷机开始低空飞行，试图对远处的山东号发射鱼雷。但在投雷之前的一霎那间，一架零式犹如发狂的野牛般狂飙而来，一头撞向这架复仇者，两架飞机齐齐失控，摔入大海。事后得知，这架零式已经耗尽了弹药，所以才采取了如此悲壮的方式。
北华军是反对自杀性进攻的，无论陆军、海军还是空军，飞行员驾着飞机撞向敌军都是不会得到嘉奖的，甚至都得不到英雄或烈士的称号，这是为了避免飞行员过于冲动而做出无谓的牺牲，也防止军队里形成轻易自杀的坏风气。但在这场空战中，累计有12架耗尽弹药的零式飞机选择撞向来袭的美机，硬生生地撞下了9架美军飞机。这些飞行员完全可以跳伞逃生，也很清楚他们的行为得不到嘉奖并且还极有可能赔上性命，但他们为了彻底地履行自己的职责，无怨无悔地采取了这种极端的方式来保护舰队。
激烈的空战结束后，超过100架美机对第2舰队发动了进攻，包括50架以上的鱼雷机和轰炸机。
护卫航母的巡洋舰、驱逐舰齐齐对空怒绽烈焰，舰队上空霎那间火柱林立、硝烟如云，震荡波使得海面上波澜迭起、恶浪翻腾，第2舰队第3分舰队的四艘战列巡洋舰知道敌方的目标是航空母舰，齐齐飞轮转向，驶到航母身边，试图为航母吸引火力。暴风骤雨般的防空火力网中，被击落的美机犹如秋风扫落叶般滚滚而落，但鱼雷和炸弹已经倾泻而落。碧波浩渺的浪涛间，一条条鱼雷犹如离弦之箭般破浪飞梭而来，已经丧失空中力量的第2舰队在拼尽全力地保护着航母。护卫山东号的溧阳号驱逐舰在看到有两条鱼雷射向山东号后，舰长义无返顾地命令驱逐舰全速转道档上去，两条鱼雷全部命中溧阳号右舷同一侧，在震撼海空的巨大爆炸和拔地而起的巨大火球中，军舰中部顷刻间被炸碎，直接回天无力。舰长冷静地命令舰上伤员先行撤退，其余官兵继续坚守岗位，特别是防空炮的炮手和高射机枪的射手，都坚持到了最后一刻。溧阳号在二十分钟后才缓缓沉没，但在沉没前的最后一刻，舰上的防空炮和高射机枪一直在对空轰击扫射。
山东号和山西号航母上，所有的舰员都在狂奔着各司其职，炮手射手在全力对空开火，航母的舰尾，事先已经搜集堆积在这里的可燃物，包括舰上官兵睡觉的棉垫衣物，统统都被扔进了海里，而在航母的两舷的各个通道，地勤人员和机械师争分夺秒地开动车辆，把弹药库里的上百条鱼雷和上百颗炸弹都推进了海里。10时45分，山东号首先中弹，一架无畏式投下的炸弹瞬间击中了航母的飞行甲板，贯穿透顶，正好落入一个弹药库里猛然爆炸，但这个弹药库里储存的所有弹药刚刚都被推进了海里，因此炸弹爆炸后只是炸碎了航母的一部分内部结构，没有引起连环爆炸。看到这一幕的舰员们都心有余悸，同时都对曾以鼎事先下达的明智命令深感敬佩。
空中的美机蜂拥而落，更多的炸弹和鱼雷不断飞向山东山西。溧阳号的英勇表现起到了非常鼓舞人心的榜样，护卫山西号的沁阳号驱逐舰也勇猛冲锋，自愿为航母抵挡飞梭而来的美军鱼雷，这艘驱逐舰奇迹般地连续挡下了三条鱼雷，还有一条美军鱼雷则被舰上的机炮给半路打爆，沁阳号随即也壮烈战沉，而旁边的莱阳号不知道是判断失误还是舰长试图逃跑，竟然采取了违反规避章则的动作，一头撞到了山西号上，霎那间两舰齐齐震动，舰上官兵都摔得天旋地转，莱阳号的舰艏完全被撞毁，军舰犹如被敲掉了瓶底的啤酒瓶般迅速向前倾覆，最后舰艉高高翘起着被怒涛恶浪吞没。莱阳号的舰长最后被北华海军高级军事法院判了十二年有期徒刑，因为他的行为不但葬送了莱阳号驱逐舰，还使得莱阳号把山西号的中部主装甲带撞开了一个大缺口，致使大量海水灌入山西号的底舱，浇灭了一半的锅炉机。
山西号当时以34节的最高速度在全力开动，同时规避美军的鱼雷和炸弹，海水灌进锅炉室内后，霎那间引起了灾难性的后果。八台锅炉机立刻被浇灭了一半，海水涌进锅炉机里后立刻化为滚烫的蒸汽，上百名正在操控的机械人员齐齐在惨叫声中被烫得皮焦肉烂。一名幸存的机械人员在事后说道：“...锅炉室好像变成了桑拿室，白色的蒸汽充满了机舱，什么都看不清了，我感到炙热的热流扑面而来，眼前的空气霎那间滚烫无比，皮肤火辣辣地疼痛，呼吸时，呼吸道粘膜和肺叶就好像吸进了辣椒水般剧痛无比，整个锅炉室白茫茫一片，随即便传来了令人心惊胆寒的惨叫声，白汽中，原本挥汗如雨而脱了衣服的弟兄们都在手舞足蹈，机器也传来歇火的怪叫声，整个画面看上去群魔乱舞。我还算是很幸运的，当我被抬出去后，我和其他受伤情况与我差不多的弟兄看上去就像一群刚出锅的螃蟹，浑身红通通的，而有的弟兄则被蒸汽烫得浑身的皮肤都大块大块地脱落了下来，惨不忍睹。”
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