滅了，艦隊裡保持著嚴格的燈火管制，就算還有日本自殺飛機出現，艦隊也不會受到多大的威脅，除非那些日本飛行員都長著夜貓子的眼珠子，不然根本就無法看漆黑海面上的漆黑的戰艦。
十點三十五分，艦隊到達了婿島列島北面25海里處的海域，這是炮擊編隊的攔截線。再往北，就是伊豆諸島中最南面的須美壽島。小笠原群島與伊豆諸島之間的海峽大概有220海里寬，而之前，日本的運輸船隊就在明神礁與須美壽島之間的海域徘徊，等待著南下的機會。在那艘發現了日本運輸船隊潛艇發回的電報中還說明，船隊裡有一支規模不算太小，但沒有重型戰艦的護航艦隊。
耿衛明也瞭解到了這一情況，他在九點左右，也就是在到達預定海域前大概一個半小時，就將艦隊裡的水上飛機全都派了出去，沿著幾條日本船隊可能出現的航道搜尋。在傍晚的防空作戰中，這些水上飛機都在外面執行任務，是在七點四十分左右返回艦隊的。結果，好十多架原本屬於那幾艘大型巡洋艦的水上飛機不得不在重巡洋艦上補充了燃料，然後去追趕自己的母艦了。
十一點二十三人，水上飛機發回電報，在艦隊北面大概85海里處發現了正在全速南下的日本運輸船隊，速度大概21節。另外，運輸船隊裡有數艘巡洋艦，以及數艘驅逐艦。運輸船隻則在三十艘左右，都是數千噸的大型運輸船。
戰鬥警報立即響了起來，此時炮擊編隊裡的九艘重巡洋艦成一列縱隊，驅逐艦則在巡洋艦的南面活動。艦隊開始轉向，由東向西航行，並且採取了十五度切角朝日本船隊靠近。四艘重巡洋艦上的雷達也全部開啟。這四艘重巡洋艦與另外五艘沒有按裝雷達地重巡洋艦相互錯開，炮擊的時候，將由四艘有雷達的巡洋艦首先開火。引導沒有雷達的戰艦進行炮擊。
炮擊編隊裡的氣氛緊張得讓人喘不過氣來。所有官兵都在自己的崗位上，輪班休息的官兵則充當損管人員，以及幫助副炮（120毫米防空火炮）搬運彈藥。耿衛明一直站在“立春”號的航海艦橋裡，他比任何人都冷靜。
十二點四十八分，“立春”號上地雷達首先發現了北面25海里出的目標。強烈的雷達反射訊號讓雷達螢幕上雪白一片，雷達操作員花了很大的功夫才判斷出來，至少有二十多個強烈的雷達反射訊號，可根本就無法從這些反射訊號中判斷出敵艦的型號（當時的雷達就沒有這一功能）。也就是在這個時候，耿衛明把交戰的訊息發了回去，“長江”號旗艦收到電報的時間是十二點五十一分。而談仁皓到達司令艙的時間就是十二點五十八分。
炮擊編隊的第一輪齊射是在一點過十八分開始地。四艘與雷達的重巡洋艦（“立春”。“驚蟄”，“處暑”，“寒露”）的主炮首先射出了炮彈。半分鐘之後，另外五艘重巡洋艦也開始忙碌炮擊。而日本地艦（船）隊就在炮擊編隊北面九海里處！
耿衛明將炮擊距離縮短到九海里是有他的想法的。他無法判斷日本艦隊裡有沒有重巡洋艦，而“節氣”級重巡洋艦上使用的200毫米穿甲彈在最大射程上根本就打不穿日本重巡洋艦上的裝甲。在九海里這個交戰距離上，200毫米穿甲彈仍然難以對付主裝甲帶，可卻能夠輕易的撕開次要部位的裝甲。因此，為了確保炮擊效果，在這個距離上開炮的話，日本艦隊裡就算有重巡洋艦，他也有信心擊敗日本艦隊。
五輪齊射後，日本艦隊反擊的炮彈落了下來。戰列線上的九艘重巡洋艦沒有疏散。也沒有規避。在正規地炮戰中，戰列線上的戰艦是不能隨便規避的。耿衛明遵守了最嚴格的炮戰戰術。而那些落下來的炮彈也讓耿衛明吃了顆定心丸，透過炮彈落在海面上爆炸產生的水柱可以判斷出，日本艦隊裡沒有重巡洋艦，最多就只有幾艘輕巡洋艦而已。道理很簡單，那些落下的炮彈最多就是150毫米口徑左右的穿甲彈，根本就不是重巡洋艦上使用的203毫米炮彈。
到這時候，艦隊裡已經不需要統一指揮了，日本戰艦炮口冒出地火光就足以讓炮擊編隊裡的瞭望員看清楚日本戰艦的位置。並且給炮手提供炮擊引數。實際上，在這種情況下，瞭望員的觀察要比雷達的探測準得多。不過，雷達絕不是完全沒有用處的。
激烈的炮戰持續了十多分鐘，兩艘日本戰艦上冒起了火光，位於炮擊編隊第四位的“白露”號也吃了兩發炮彈，不過並沒有造成多大的損害，戰艦仍然能夠繼續戰鬥。日本艦隊也在這個時候完成了轉向，跟在後面的運輸船則開始向東航行。
耿衛明沒有先去“照顧”那些運輸船，重巡洋艦的速度可以達到33節