日军的航母舰队和由战列舰、巡洋舰和驱逐舰组成的炮击舰队是分开行动的。
在空战进行中，日军炮击编队已经先于航母编队抵达了海防以东三十公里的海域，接到航母舰队空中攻击失利的消息后，日军舰队便暂停了下来，一面等待新的情报和命令，一面研究独立对海防的内河港口及海岸要塞进行攻击的可能性。
这次日军舰队中有一艘“金刚级”战列舰的首舰“金刚号”，这艘两万余吨的战列舰装备有356mm巨炮八门，最大射程达三十五公里，在这个距离上已经可以对沿海目标进行炮击了。
而四战区的305mm要塞炮的最大射程是三十公里，日军舰队可以说是停在了安全线上，如果开炮中国要塞只能等着挨打。
但不一会儿，日军炮击舰队收到了海军部直接下达的命令，让他们暂时放弃对海防的攻击，立刻去搜寻营救海面上的舰载机飞行员。
日军炮击舰队只得放弃刚制定的打击方案，以三十余艘军舰在海上展开了六十公里的宽度，分两层由西向东进行搜索。
就是这个搜索阵型，却给日军舰队带来了巨大的灾难。
中午过后，几十架华南空军的战斗机再次出现在了海面上空并迅速分开，用机炮首先对日舰甲板展开了攻击。
等战斗机重创了日舰的防空火力之后，又有二十一架挂载着重型鱼雷的轰炸机，从低空接近了日军舰队。
日军舰队由于相互距离较远，根本无法组织起统一的防空火力，面对扑过来的中国鱼雷轰炸机，只能是各自为战并以各种规避运动进行躲避。
这二十一架鱼雷轰炸机虽然是华南空军的，但操纵飞机的全都是以志愿人员身份来第四战区的美国海军飞行员。
谢昌云与美国海军和陆军事先已有约定，由美国飞行员驾驶的飞机如果受损，都由美国负责补充，飞行人员的伤亡抚恤也由美国承担。
已开始进行战争装备的美军，是想用这种方式尽快获得对日作战的直接经验。
所以包括上午的空战在内，华南空军当然都派出了这些实际上的美国军人。
不过谢昌云也不会那么抠门，对凡有战绩的美军飞行员，四战区都将给予与中国飞行员和美国航空志愿队飞行员一样的奖励。
二十一架鱼雷轰炸机接近到日军舰队几公里处后，便按事先制定好的战术，以三架飞机对一艘军舰，选择了七艘较孤立的日舰，冒着日舰不很密集的防空炮火猛扑了过去，在距目标六百到九百米距离内从三个不同角度投下了鱼雷。
在投掷过程中，先后有两架鱼雷轰炸机被日军炮火所击中，其中一架瞬间即一头栽进了海中，另一架则就近飞到了据海防海岸二十公里处在海面上迫降，三名飞行员很快就被跟在后面保护的战斗机通知要塞派出船只给救走了。
美国飞行员投下的二十一枚鱼雷命中了四艘日舰，其中一艘驱逐舰当即就开始下沉，另外两艘巡洋舰和一艘补给舰也失去动力停在了海面，看来是凶多吉少。
几分钟过后，十二架由华南空军飞行员驾驶的轰炸机又对日舰进行了一轮俯冲轰炸，其中一架轰炸机还没来得及投弹就被日舰所击落，另外十一架飞机投下二十二颗三百公斤重的炸弹，有七颗同样也击中了四艘日舰。
遭受重创的日军舰队再顾不上搜寻飞行员了，一面冒着中国战斗机的攻击打捞落水人员和抢救受损舰船，一面相互靠拢组成了几个防空圈，以防中国飞机的再次袭击。
华南空军战斗机见再也讨不到什么便宜，于是只得拉到了高空盘旋，同时也为肯定是殉难了的六名飞行员默默哀悼。
一个小时以后，二十四架从钦州起飞的中国战斗机在准备替换前一批战斗机的飞行途中，根据地面指令略改变了航向，在雷达指引下伏击了从海南岛飞来的二十余架日军战斗机，一举击落了日机六架、击伤两架。
这批日本海军陆基飞机的任务是为了阻挡、最少是骚扰中国对日军舰队的再次攻击，见中国战斗机从半路杀出、而且一个突袭之后便在数量上占了上风，自知不是对手，折翼数架之后便分散成三个小编队向海南岛返航。
可就快要到达海南岛时，又有十二架中国战斗机从云层中钻了出来，对一组日机展开了围攻，短短三分多钟又敲掉了全部五架日机，然后便消失在了天际间。
有了雷达，华南空军就等于有了眼睛，就如同正常人欺负瞎子。
虽然华南空军夺取了海上的制空权，但由于海上对飞行员施救困难，所以其后并未对日军舰队进行新一轮的空袭。
但这不等于谢昌云会放掉日军舰队。在日军舰队遭受空袭而慌乱的时候，两艘中国海防舰队的潜艇已经远距离跟踪上了“金刚号”战列舰。
对于是使用潜艇来打已经开始返航的两艘空母舰、还是对日军炮击舰队进行攻击？蔡南等作战指挥人员的意见都倾向于前者。
但谢昌云却决定打后者，而且是打“金刚号”。
像这种在战术上谢昌云的决定与大家意见完全相左的情况，在四战区极少出现。
可在谢昌云的眼中，这不是一个战术问题，而是一个大的战略问题。不过其中道理谢昌云只能对蔡南和战区参谋长两个人说。
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