分，中國海軍的第一攻擊波的護航戰鬥機在結束了與日本第一攻擊波中戰鬥機的糾纏之後，與日本艦隊的防空戰鬥機發生了空戰。10分鐘之後，跟進的攻擊機開始向日本艦隊發射導彈。
此次，皮定均出動了所有200架新式攻擊機，每架攻擊機攜帶了4枚新式反艦導彈。這200架攻擊機的任務就是打擊日本的航母與戰列艦。因為日本戰列艦已經脫離了主艦隊，而皮定均乾脆就將所有的打擊能力都鎖定在了日本航母身上，所有的新式攻擊機都將對日本的8艘航母進行打擊。另外，還有150架老實攻擊機負責對付日本艦隊的護航戰艦。這些老實攻擊機每架攜帶了5枚反艦導彈。
10點30分，日本海軍第一攻擊波在繞過了中國的戰列艦支隊之後，也與中國空軍的防空戰鬥機發生了空戰。在日本攻擊機突破了中國空軍的攔截之後，卻發現，自己的大部分護航戰鬥機都被纏住了，而在它們前面，還有中國海軍戰鬥機組成的一道防線。雖然，這時候，中國海軍的防空戰鬥機數量並不是很多，但是日本的攻擊機面對這些戰鬥機的時候，要麼是冒著被擊落的危險突圍，要麼就是拋棄導彈轉入空戰。
最終，至少有70架日本攻擊機提前發射了導彈，轉為為別的攻擊機提供掩護，與中國海軍的戰鬥機交戰了。而剩下的大概150架攻擊機在到達了導彈發射距離之後，立即發射了導彈，轉而與中國的防空戰鬥機進行空戰！
10點45分，遲到了25分鐘的日本空軍攻擊機也對中國的戰列艦支隊發動了攻擊。本來，按照計劃，日本空軍應該提前對中國戰列艦支隊進行攻擊，至少要纏住中國在這裡的防空戰鬥機。但是日本空軍的戰鬥機晚到了25分鐘，最終導致日本海軍的攻擊群不得不繞開中國的戰列艦支隊，這為日本海軍攻擊機群的行動製造了不少的麻煩，並且直接導致日本海軍的第2攻擊波晚了半個小時才出動！
在面對這中超飽和打擊的情況下，海軍艦隊的處境是非常危險的。特別是中國首次使用了新式的，能夠對付日本“變態”戰列艦的反艦導彈之後，海軍艦艇的生存能力再次受到了嚴重的考驗。
當雙方的第一輪攻擊波結束的時候，至少有4艘日本航母遭到了重創，其中3艘航母被迫退出戰鬥。另外，還有5艘巡洋艦被擊沉，日本艦隊的防空網出現了一個巨大的漏洞。
中國艦隊的損失也並不小，雖然艦隊的防空能力十分強大，但是，日本攻擊的重點落到了護航戰艦上，所以，在很多時候，戰列艦的防空火力幾乎沒有起到多大的效果！最終，有7艘巡洋艦被擊沉，4艘巡洋艦因為遭到重創被迫撤出戰鬥。另外，還有5艘反潛驅逐艦戰沉，3艘驅逐艦撤出戰鬥。而擔任航母保鏢的“色林錯”號在首次參加海戰的時候就遭到了損失，至少5枚導彈擊中了這艘戰列艦，但是損失並不是很嚴重，只有一座粒子炮失去了戰鬥力，而這也體現出了“色林錯”級戰列艦完善的防護能力。最為糟糕的是，“黑龍江”號竟然捱了一枚導彈，導彈命中了航母艦島前的升降機，完全破壞了這座升降機，並且使機庫中40％的地區失去了使用能力！現在，“黑龍江”號的作戰能力降低到了50％左右，而皮定均在三思考之後，決定讓“黑龍江”號繼續戰鬥，沒有隨撤出戰鬥的艦艇前往濟州島。
而這一決定，最終挽救了這艘在後面的戰鬥中立下了巨大功績的航母。但是，海戰現在還沒有結束，皮定均中將當時也不可能想到自己的這一決定將帶來多大的影響。但是，從這一戰之後，皮定均“福將”的名聲就傳開了，因為在後面的戰役中，只要有這位將軍指揮的戰鬥，幸運總是伴隨著中國海軍！
很快，皮定均準備的第2攻擊波，即又戰略轟炸機發動的攻擊也開始了。此時，日本航母正在回收第一波返航的戰機，而此時保持在艦隊上空的防空戰鬥機只有40多架。其實，即使日本還有再多的防空戰鬥機，也無法抵擋住中國戰略轟炸機的打擊，因為這些戰略轟炸機只需要在距離日本艦隊550公里的地方發射導彈，而導彈本身的速度超過了6馬赫，轟炸機的突擊速度也在4馬赫左右，根本就不是日本海軍防空戰鬥機能夠攔截下來的！
當防空警報響起的時候，日本艦隊的指揮官慌亂了。雖然考慮到中國會出動戰略轟炸機執行反艦作戰任務，但是他沒有考慮到，中國的兩波攻擊之間的間隔竟然這麼短，而且，這個時機選擇的太恰當了。現在航母正在回收戰機，根本就無法進行機動規避！
很快，日本艦隊還有作戰能力的巡洋艦，以及具備有防空能力的驅逐艦都開始行動了