很快，南海舰队作战室收到汕头水警区回报：“我水警区部队齐装满员，随时可以出动。”
金刚山、周田两个观通站报告：观通站对海上的商船、渔船和军舰观察得清清楚楚，从左营港出来的两条台湾军舰已被紧紧盯住。他们间距半海里，行动鬼鬼祟祟，继续向我方向西来。
吴瑞林又亲自拨通了海上攻击梯队孔照年副司令员的电话，指示：要抓住敌舰不放，决不能把敌人放跑，集中优势兵力，先打一条，一定要打好这一仗。
胡嘉恒率领的“剑门号”和“章江号”从左营军港出发后，一路上走走停停，直到夜里九点多才到达南澳岛附近海域。期间，他专门到舱室里看望了特别行动队的队员。几十名经过特训的队员，身穿作训服，没有佩戴任何军衔标志，脸上涂着伪装油彩，个个神情严肃，显得气氛有些凝重而诡异。
21时30分，解放军海军张参谋长再次打来电话，传达四条指示：
一、 要查明确实是台湾方面派来搞“心战活动”的军舰；
二、 可在30海里左右打；
三、 不要打伤外国军舰、商船、渔船；
四、海军和广州军区均不参与此次战役指挥，由南海舰队吴瑞林司令员负责具体指挥，南海舰队直接向总参谋部李副总参谋长汇报，由李副总长负责协调广州军区空军对作战海域上空进行空中掩护。
听到上级指示，作战室里群情振奋。吴瑞林立即下令，待敌靠近后，海上第一梯队迅速向敌舰开进，将敌舰包围分割，先打“章江号”。
已经在南澳岛的澳湾隐蔽多时的海上舰艇编队，由四艘高速护卫艇和六条鱼雷快艇组成。23时13分，海上指挥员孔照年指挥舰艇编队出击接敌，由于通讯落后，鱼雷艇编队却迟迟未能到达战斗海域。到6日凌晨1时42分，护卫艇编队发现目标，“剑门号”和“章江号”也发现了四艘解放军炮艇向它们高速接近，胡嘉恒下令便凭借着两舰火炮口径大、射程远的优势率先向护卫艇编队开炮。
孔照年见状下令：“各舰注意，准备射击”。
护卫艇突击各舰求胜心切，高度紧张，竟将命令误听成：射击！便借助敌舰炮火射击火光为目标，各自开始射击。
孔副司令员大为光火，身经百战的他十分清楚，我舰炮火口径小，射程有限，这时射击，我护卫舰的炮火不仅对敌舰构不成太大威胁，更无疑是在给敌舰指示目标，敌人的主炮一炮打中，就有可能让我方一艘护卫艇失去战斗力。小舰打大舰只能贴身近战，让敌人大舰重炮的优势无从发挥，才能致胜。他马上下令停止射击，命令各艇展开战斗队形高速接敌，直至冲击到能看清敌舰艇桅杆时，才下令一齐射击，压制敌舰炮火，同时将两舰分割开来，集中打击“章江号”。
胡嘉恒见解放军护卫艇编队来势凶猛，便指挥“剑门号”一面还击，一面向东规避，拉开距离，企图发挥重炮优势。“章江号”则规避不及，被四艘护卫艇紧紧缠住。
解放军的四艘护卫艇高速接近，从500米与“章江号”同航向行驶并猛烈射击，一直打到100米以内。在集中火力攻击下，“章江号”被完全压制，起火燃烧，开始后撤，企图脱离接触。
这时，鱼雷快艇编队终于赶到，向“章江号”发射多枚鱼雷，匆忙的攻击却无一命中，“章江号”冒着滚滚浓烟向外海狼狈逃窜。
战况传至舰队作战室，吴瑞林果断下达命令：“命令各舰，使用穿甲弹，打敌舰指挥塔和水线以下部位，要集中火力，坚决击沉它。”
孔照年坚决执行了命令，指挥各舰瞄准敌舰塔台和吃水线部位反复攻击，“章江号”在多艘舰艇围攻下，舰上冒起大火，指挥塔被完全摧毁，舰长阵亡，舰体多处被洞穿，终于在凌晨3时33分沉入海底。
此时天将破晓，“剑门号”仍在外海游弋。胡嘉恒心里十分矛盾，显然海啸计划已经无法实现，他此行任务已彻底失败，而且“章江号”竟然在他眼皮底下被击沉，他无颜回航面对；可当前的共军舰艇来势凶猛，士气正旺，他又不敢前来救援“章江号”，更不敢积极迎战。好在这片海域离台湾较近，空军的飞机可迅速到达海战海域上空。他只得打破无线电静默，接连向总部求助，请求空军飞机紧急来援。
南海舰队作战室里，气氛依然非常紧张，虽然击沉了“章江号”，但指挥员们担心敌空军飞机会突然出现在海域上空，这将给参战的舰艇编队造成极大的威胁，我舰艇防空能力很弱。
吴瑞林再次显现战将风采，他果断命令：追上去，抓住它。让第二梯队开上去，与第一梯队会合，统一受海上指挥所指挥，坚决打掉“剑门号”。
天边已经显出鱼肚白，李副总长打来电话询问：“老吴，天快亮了，是否打下去？”吴瑞林语调铿锵地回答道：“坚决打下去，我们准备放鱼雷。”李副总长连声称好。
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