邓子超率领的机群中有40架“翠鸟”，42架“鱼鹰”，以及24架挂着炸弹的“食雀鹰”。因为他们攻击的是没有防空战斗机的日本第一战列舰队，所以就没有要护航战斗机。在起飞的时候，有三架轰炸机因为发动机故障，随后就返回了舰队。实际上，这一机群只有103架战机。不过，对邓子超来说，这已经足够了。
为了抢在天黑之前攻击日本舰队，机群一直在以最快的速度飞行。240海里，对最慢的“鱼鹰”来说，需要一个半小时，也就是说，在到达日本舰队上空的时候，天色差不多就已经黑了。因此，邓子超没有让其他的轰炸机跟自己一起前进，而是让速度最快的“食雀鹰”跑到了最前面，随后是“翠鸟”，他率领的“鱼鹰”在最后面。不过，邓子超的运气没有这么糟糕，因为日本舰队也正在向琉球岛方向航行。因此，在轰炸机群到达了日本舰队上空的时候，距离天黑还有20分钟！
首先到达的“食雀鹰”并没有攻击位于舰队核心的那六艘战列舰，而是对准了舰队外围的那些驱逐舰，巡洋舰。本来“食雀鹰”挂上炸弹，就是在“客串”轰炸机，那些战斗机飞行员的投弹技术就不怎么样。如果让他们去轰炸防空火力强大的战列舰，那简直就是在去送死，外带浪费弹药。因此，在出发的时候，这些飞行员就被明确告知，首先轰炸日舰队外围的驱逐舰与巡洋舰，然后用航炮与机枪扫射敌战舰上的防空炮位，为后面的轰炸机扫清障碍。当然，战斗机的飞行员也乐于执行这样的任务，至少，他们用航炮扫射战舰的技术要比投弹的技术熟练得多。
“食雀鹰”投完了炸弹，开始用航炮作为武器攻击战舰的时候，“翠鸟”机群也到达了日本舰队上空。这些“翠鸟”的任务就是直接轰炸那六艘威胁最大的战列舰了。在没有防空战斗机拦截的情况下，高飞的“翠鸟”很轻松的就到达了战列舰的上空。然后，这些“翠鸟”在落日的余辉下向海面上的战舰发起了俯冲。让“翠鸟”飞行员有点惊讶的是，这六艘庞然大物般的战舰上的防空炮火并没有他们想像中的那么密集，甚至不如琉球岛海战时那些日本重巡洋舰上的防空火力凶猛！
当时，日本把生产出来的新式防空炮都装在了第一航空舰队的战舰上，而其他舰队的战舰还没有来得及进行改进。更重要的是，第一战列舰队的六艘战列舰（“扶桑”，“伊势”，“长门”三级各两艘）中，有四艘是在一战期间建造的，虽然都在战争中幸存了下来，但是其性能已经严重落后了。而“长门”级也是在战争结束后不久开工建造的，也有近二十年的舰龄了，其各项性能都显落后。而唐帝国的同期战舰，很多都已经退役，或者干脆就被送去当训练舰使用。其实，这也反映出了一个问题，那就是日本的国力与其野心是不成正比的。这六艘战列舰上的防空火力都没有得到加强！
虽然日本舰队的防空炮火显得很密集，但是“翠鸟”的飞行员都发现，在他们到达了日本战舰上空的时候，反而没有多少炮弹朝他们射来。四十架“翠鸟”分成了六批，分头向海面上的六艘战列舰杀了过去。有了琉球岛海战的经验，这些飞行员几乎都是在最低限制投弹高度上抛下炸弹的。这能够保证炸弹有足够的命中率。
遭到攻击的六艘战列舰立即开足了马力，迅速向南转向，不过其最大速度都在25节左右（这也是没有被编入航母舰队的一个重要原因，其速度无法跟上航母的速度，也就无法为航母提供掩护），而且都极为笨重。虽然六艘战舰都左躲右闪避开了一批炸弹，不过最后仍然难逃厄运。最先重弹的是位于舰队最后面的“扶桑”号战列舰，一枚500公斤的航空穿甲弹直接落在了后甲板上，炸弹爆炸时，战舰的艉部突然向下一沉，然后又被弹了起来，好像下面安装了弹簧一样。接着，另外三艘战列舰都挨了炸弹，“长门”号在十秒钟内，连续被两枚炸弹命中。
当邓子超率领“鱼鹰”机群赶到的时候，西面的夕阳只剩下一半还在海平面上了。“翠鸟”机群也已经投完了炸弹，正在返航。邓子超一眼就看到了拖在最后面的“扶桑”号，他没有迟疑，立即呼叫了附近的五架“鱼鹰”，朝着“扶桑”号就杀了过去。机群是从西方进入的，正好在落日的余辉下。战舰上的防空炮手立即就发现了这六架“不安好心”的鱼雷轰炸机，周围两艘重巡洋舰上的防空炮手也看到了这六架“鱼鹰”，接着，成批的炮弹就打了过来。
这次，邓子超没有拼命，他可不想在这里完蛋。“扶桑”号的速度只剩下了不到8节，舰艉上还冒着黑烟，显然推进系统遭到了破坏。这样的战舰根本就没有能力躲避鱼雷攻击。邓子超首先在1000米的距离上投下了鱼雷，接着另外五架“鱼鹰”也投下了鱼雷。在他们撤出战斗的时候，竟然没有一架中弹，那些横飞的防空炮弹全都打到了海里去。这也只能说明，第一战列舰队的日本防空炮手的素质确实不怎么样。
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四条鱼雷葬送了“扶桑”号，而射失的两条鱼雷中，有一条正好打中了“扶桑”号右舷方向上的一艘驱逐舰。不过，这个战果没有记在邓子超他们的名下，因为当时没有人知道这艘驱逐舰也挨了一条鱼雷。
其他的“鱼鹰”也迅速的进入了攻击位置，然后对另外五艘战列舰发动了攻击。在这轮攻击中，除了“扶桑”号沉没之外，“山城”号中了两枚炸弹，三条鱼雷，“伊势”号的损失也不小，这两艘战列舰都先后退出了编队，返回了日本本土。