上午九時三十分，日軍艦隊闖入鎮江江防的警戒范圍。陳士章副軍長在江防指揮部果斷下令雷霆轟炸機群出擊！喀秋莎炮團與155重炮團做好準備，待敵機被肅清，立即對日軍艦隊實施炮火覆蓋！”

鎮江外圍機場上，68架雷霆轟炸機依次升空，機翼下掛載的重磅炸彈在陽光下泛著冷光。還能繼續戰斗的134架4黎明2號戰斗機在轟炸機群兩側護航，形成一道嚴密的空中屏障。機群浩浩蕩蕩地飛向長江江面，引擎的轟鳴聲震徹天地。

“發現日軍艦隊！坐標北緯32度12分，東經119度48分！”轟炸機群的領航員通過無線電報告。機艙內，飛行員們紛紛握緊操縱桿，目光鎖定江面那支龐大的艦隊。足柄號重巡洋艦的艦橋依舊高聳，舷側的防空炮顯然已做好準備。

“各機組注意，按預定方案展開攻擊！”領航員下令。68架雷霆轟炸機分成四個梯隊，從不同方向撲向日軍艦隊。第一梯隊瞄準日軍艦隊的驅逐艦與炮艇，第二梯隊攻擊運輸艦，第三梯隊負責壓制足柄號的防空火力，第四梯隊則伺機對足柄號發起致命一擊。

日軍艦隊的防空火力瞬間爆發，“足柄”號、“天龍”號、“龍田”號及各驅逐艦上的高射炮、高射機槍同時開火，密集的炮火在艦隊上空形成一道黑色的彈幕。不少炸彈被炮火攔截，在空中爆炸，碎片如雨點般落下。

雷霆轟炸機群毫不畏懼，冒著密集的炮火持續俯沖。飛行員周志開駕駛的轟炸機被高射炮彈擊中機翼，機身劇烈搖晃，他死死穩住操縱桿，對準一艘日軍炮艇俯沖而下，投下炸彈后迅速拉升。炸彈精準命中炮艇的彈藥艙，炮艇瞬間被炸成碎片，飛濺的殘骸落在周圍的江面上。

第一梯隊的轟炸機集中攻擊日軍驅逐艦，“如月”號驅逐艦首當其沖，被三枚重磅炸彈連續命中。第一枚炸彈炸毀了它的艦艏，第二枚炸彈引爆了甲板上的彈藥，第三枚炸彈則直接炸穿了它的機艙。“如月”號驅逐艦燃起熊熊大火，艦身迅速傾斜，不到十分鐘便沉入江底，艦上日軍士兵慘叫著墜入冰冷的江水，無一生還。

“秋風”號驅逐艦試圖規避轟炸，卻被兩架“雷霆”轟炸機盯上。其中一架轟炸機低空掠過江面，投下的炸彈在艦身左側炸開一道大口子，海水瘋狂涌入另一架轟炸機則瞄準它的煙囪，炸彈命中后，煙囪轟然倒塌，引擎徹底失靈。“秋風”號驅逐艦如同一條失去動力的巨蟒，在江面上漂浮，成為后續轟炸機的活靶子，最終被四枚炸彈連續擊中，斷成兩截沉入江底。

第二梯隊的轟炸機對準日軍運輸艦發起攻擊。這些運輸艦搭載著日軍登陸兵，防護薄弱，一旦被擊中便極易爆炸。一架雷霆轟炸機俯沖而下，投下的炸彈命中一艘運輸艦的甲板，甲板上的日軍士兵瞬間被火焰吞噬，不少人來不及反應便被炸飛。運輸艦的船艙被炸毀，大量物資與士兵墜入江中，江水被鮮血染紅。短短二十分鐘，已有六艘日軍運輸艦被炸毀，數百名登陸兵葬身魚腹。

第三梯隊的轟炸機集中火力壓制足柄號的防空火力。足柄號雖然傷痕累累，但防空火力依舊兇猛，不少轟炸機在靠近時被擊中。飛行員陳明駕駛的轟炸機被高射炮彈擊中尾部，機身失控，他沒有選擇跳傘，而是猛打操縱桿，駕駛著失控的轟炸機朝著足柄號的高射炮陣地撞去。