由于是靠前二十海里外部署，所以也就没能发现从西南靠后方向突入的日本第二舰队，随后考虑到航母编队的薄弱生存能力，程璧光就是命令两艘航母和三艘驱逐舰继续航行在主力舰队的前方，并对周围海域进行侦查，虽然之前航母也派出了一波轰炸机挂载鱼雷前来支援主力舰队的决战，但是面对着那高达二十七节以上航速的高速敌我交战舰队，速度只有一百节不到的鱼雷机编队也是很难寻找到合适的投弹机会，加上日本还有轻型舰艇进行防空作战，所以那轰炸机部队匆匆投下了鱼雷后就是返航了，而这些鱼雷也是没能取得任何战果，相对于轰炸部队的无可奈何，侦查机部队在进行了长时间的搜索后，却是顺利发现了天城号并给主力舰队提供了最及时的警告，不久后也就是现在又是发现了日本的第一舰队主力。
当中国航母编队发现了日本的第一舰队后，发现这个第一舰队里不但有着大批的主力舰，而且还有着航空母舰，也就是日本刚服役没多久的凤翔号航空母舰。发现了舰队上空有着中国侦查飞机的时候，凤翔号航空母舰迅速起飞了战斗机进行驱逐，由此爆发了人类历史上的第一次航空母舰之间的对决，双方的舰载机在天空中进行缠斗，而此时双方的战斗机性能也是半斤八两，打起来后谁都没能占据什么便宜，中国被击落了两架飞机，而迎战的日本也是被击落了三架飞机。
随后因为这年代的航母依旧缺乏对高速机动目标的攻击，加上自己还得高速撤离不然孤零零的留在后边很容易被敌军给一口吞了，所以特遣舰队的航母编队一边是持续放飞侦察机对第一舰队以及周边海域进行侦查，另外也是高速朝着东南方向而去，也就没有继续派遣飞机前往日本第一舰队进行大规模空袭。
航母编队的航速可不小，华山级航母的最高航速是和华太级重巡相当，都是最高三十二节，这个速度虽然还不如驱逐舰和轻巡，但是华山级航母可是两万多吨的大家伙，为了能跑这么快可是付出了相当大的代价，动力系统占据了相当多的吨位。
八点四十分，黄帝号对金刚号的第n轮齐射再次取得了命中，一发炮弹直接从金刚号前部薄弱的侧舷装甲贯穿而入，并直接引爆了金刚号的弹药库，剧烈的爆炸虽然没能让金刚号直接断成两截，也没让金刚号造成大裂口进水，但是从金刚号那不断冒出的浓烟和火光的情况来看，金刚号的情况还是非常糟糕的，迫不得已之下，中野直枝中将下令舰队降低航速，继续凭借己方两艘受创的战巡追上去，估计还会遭受更大的损失。
第3战队降低航速后，中国的战列舰也就避开了炮火而成功高速撤离，不过中野直枝中将虽然那降低了航速但是可没有就此停下来，而是准备配合天城号把那两艘中国重巡给打掉，见机不妙的两艘中国重巡立马就是向东南方向撤离，不过到底还是晚了些，第3战队里的另外三艘巡洋舰虽然不咋地，但是航速也不低，成功的纠缠住华太号，紧接着华太号就是被天城号的一枚十六寸舰炮集中后部，直接贯穿了内部舱室后导致部分动力系统受损，航速一下子就从三十二节降低到了只有二十五节。
华太号舰长宋文龙看着前后左右的日本多艘战巡，咬了咬牙后道：“给华武号发报，请他务必冲出去”
随即宋文龙再一次下令：“右转向十八度，把火力全部集中到金刚号上，准备雷击作战”
宋文龙很清楚，在这场海战当中，面对敌军数艘高速战例巡洋舰的追击，被重创到只有二十五节航速的华太号根本就无法脱离战场，更加没有跟随主力舰队回国的可能性。现在他所能剩下的选择不多，那就是掩护华武号冲出包围圈，而自己，在战沉前也要拉个垫背的，而已经受到重创的金刚号那就是最好的目标。
九点十分，华太号向金刚号发射了大量的八寸主炮炮弹后，发动了大型战舰中极少采用的雷击作战，向金刚号发射了鱼雷并成功取得了命中，一发鱼雷撕开了金刚号水下部分的巨大缺口，并导致了大量的海水涌入、此时原本就伤势严重的金刚号再也是撑不住，被鱼雷命中后短短五分钟内就是沉没，甚至比那艘已经被下令弃舰的比睿号都要先沉，比睿号虽然已经被下令弃舰，但是好歹还漂浮在海面上呢，而金刚号的沉没却是干脆而迅速，连五分钟都没能坚持住。
九点二十分，在掩护了华武号撤离后，华太号面临着敌军众多大口径舰炮的打击下不支而战沉
九点三十分，华武号的后主炮对追击而来的一艘日本轻巡发出了最后一次炮击后并成功击伤敌舰后，日本轻巡退却。于此，从黎明时分爆发后一直持续了整整三个小时的大海战终于是落下了帷幕。
此役，日本海军第二舰队遭遇重创，所属的金刚号当场战沉，比睿号被迫弃舰后与上午十点三十分沉没，雾岛号、榛名号伤势严重，必须返港进行大修。此外巡洋舰名取号以及两艘驱逐舰战沉，而的其他巡洋舰和驱逐舰也是大量受伤。
中国以第一舰队为主的特遣舰队中，两艘主力舰没有受到致命伤害，但是由于舰桥多次遭到炮击，人员伤亡惨重至于舰桥部分损坏严重，也是必须回国进行大