当日晚，日本战列舰舰队就开始炮击伊江岛，第二天清晨，奄美群岛的日本陆军航空兵战机与海军的两支航空舰队空袭冲绳岛上的几座机场，高度战备的驻扎于冲绳岛的新唐陆军航空兵奋起迎战。
由于日军舰载航空兵换装了新型战机，新唐陆军航空兵的损失很大，在突破了战斗机的防线后，日军机群开始轰炸机场。由于准备充分，冲绳岛几座大中型机场上的攻击机和轰炸机及时进行了疏散，损失不大，日军飞机只能向着空荡荡的机场扔下炸弹，遭到严阵以待的防空炮兵的猛烈还击，双方在激烈的缠斗中都遭受了相当的损失。
统一指挥这次战役的日本海军大将长谷川清命令几支舰队继续攻击冲绳岛，同时舰队必须作好随时与新唐舰队作战的准备。
12月20日，新唐海军第一舰队和第三舰队到达了冲绳岛西面300海里的海域，被日军的潜艇封锁线发现。得到消息的日本舰队迅速靠拢，大战一触即发，而此时，第二舰队和第四舰队离冲绳岛还有相当的距离。。。
21日上午8点13分，日本第一航空舰队的侦察机发现了新唐第三舰队，8点20分，日军的第一波攻击机群起飞，8点35分，接到敌情通报的日本第二航空舰队也派出了攻击机群；8点53分第一航空舰队的第二波机群出动，9点18分，第二航空舰队的第二波机群开始起飞，四波攻击机群，463架新型战机，新唐海军第三舰队将遭受前所未有的严峻考验。。。
就在日军攻击机群忙于起飞时，一艘新唐海军的潜艇发现了日本第一航空舰队，为了将这一情报及时传回，艇员们操纵潜艇勇敢的浮出了海面，刚报告了日本航母舰队的位置和机群已经出动的信息，电报还没发完，就被赶来的日本驱逐舰击沉了。
“司令，39号潜艇发来电报，在我舰队东北方大约210海里处发现日本航母舰队，敌机群已经起飞，我们肯定被发现了。”参谋长徐靖匆匆看了一眼刚拿到手中的电报说道。
“攻击机群立即起飞，舰队准备防空作战。”伍世显起身命令。
8点45分，第三舰队的首波机群出发，9点07分，第二波机群也踏上了征途。
9点10分，机群刚刚离开，第一波日军机群就到了。36架担任舰队防空的雀鹰勇敢的扑向124架日军飞机，却立刻被36架烈风舰战缠住了。烈风舰战拥有与雀鹰几乎相同的速度和机动性，而且装备了6门20毫米机炮，这让雀鹰们感受到了巨大的压力。幸而，烈风的防御能力和雀鹰相差甚远，雀鹰使用的又是新型的半穿甲燃烧子弹，而且12.7毫米机枪的射速比20毫米机炮快得多，备弹量也大得多，再加上新唐海军航空兵训练有素，作战经验丰富，远不是屡次覆灭又屡次重建的日军舰载航空兵可以比拟的（换句话说，这次战役中所有的日军舰载机飞行员都是第一次参加航母舰队作战）。在初期的不适应过去之后，雀鹰们逐步掌握了主动，然而此时日军的攻击机群已经开始向第三舰队投掷炸弹鱼雷了。。。
第三舰队密集猛烈的防空炮火发挥了极大的作用，在投弹之前，88架鱼雷机和轰炸机被击落了43架。彗星舰爆携带的500公斤高爆炸弹拥有比日军战机以前使用的250公斤炸弹大的多的破坏力，再加上天山舰攻的800公斤鱼雷，给第三舰队造成了较大的损失。
第一个倒霉的是海口号轻巡洋舰，紧接着吴起号重巡洋舰也被击沉。随后营口号航母遭到了攻击，5颗炸弹与6条鱼雷将其送入了海底，另有几艘军舰受创。
在第一轮空袭中幸存的18架雀鹰返回航母，刚完成弹药与油料的补充，负责警戒的侦察机就传来了日军第二波攻击机群正在接近的消息。雀鹰们腾空而起，勇敢的迎向来自于日军第二航空舰队的116架战机。。。
在被突破了空中阻拦和防空火力网后，第三舰队再次迎来了炸弹与鱼雷的洗礼。沂风号驱逐舰被6颗炸弹炸瘫，鹉风号被2条鱼雷击沉，伊风号随后亦步后尘，清除了渤海号航母一侧的护航舰后，日军机群剩余的战机发起了最后的攻击，3颗炸弹将飞行甲板后部严重破坏，4条鱼雷则使航母水线下严重受损。。。
攻击结束了，第三舰队已经损失了所有防空战斗机，正当第三舰队救援落水官兵时，第三波日军机群赶到了。92架天山与彗星跟在27架烈风的后面一头扎进了第三舰队的防空火网，烈风的6门20毫米机炮发挥了很大的作用，由于遭到烈风的扫射，廉颇号重巡洋舰一侧防空炮台上的官兵伤亡殆尽，日军飞机趁势猛攻，7颗炸弹和8条鱼雷干净利落的解决了这艘一万多吨的战舰。随后，冒着浓烟的渤海号吸引了日军飞行员的注意力，护航战舰的拼命努力并没有解救这艘航母，在吃够了炸弹和鱼雷后，渤海号最终沉没了。三亚号轻巡洋舰和乐毅号重巡洋舰重伤。
三轮空袭之后，第三舰队8艘战舰沉没，2艘战舰重伤，还没等转变航向的第三舰队跑出多远，就被搜寻而至的第四波日军机群发现。面对似乎永无休止的空袭，伍世显第一次有了无力感。
舰队司令部此时已经无法控制一片混乱的战场，只能任由各舰自主作战了。。。
终于，噩梦般的一个上午过去了，第三舰队又损失了秦皇岛号航母，周亚夫号重巡洋舰，防城号轻巡洋舰，另有几艘战舰受轻创。损失巨大的第三舰队终于撤退了，舰队掉头后以10节的航速缓慢而行，准备待出击机群返回后再全速回航。
相对于第三舰队的损失来说，日军舰载机部队的损失更为巨大，316架战机被击落，除了第三舰队的防空火力凶猛，日军战机防御能力差之外，日军飞行员的素质成为了一块短板。再怎么高强度的训练也无法替代作战经验的积累，除了不知道如何更好的躲避防空炮火之外，初上战场的紧张也让日军飞行员的投弹命中率很不理想。尽管如此，第三舰队还是撤退了，得知这一消息的第一舰队也掉头返回。。。
在第三舰队遭受沉重打击时，其放飞的两波攻击机群也对日军第一航空舰队进行了无情的攻击。。。。。。58xs8.com