下午6點22分，鎮遠、致遠兩艘戰巡，18門主炮、18門155mm副炮打出一輪齊射，炮口焰幾乎遮蔽了兩艘戰巡龐大的身軀。
半分鍾後，距離鎮遠艦15海裏之外，在日本海軍新津丸號運輸船上的涉穀伊之彥和尾高龜藏聽到頭頂傳來一種前所未聞的巨大的呼嘯聲，兩人都知道這是什麼聲音，不約而同地趴在甲板上，緊接著，280mm的炮彈夾雜著刺耳的音爆落進了這支有著數十艘運輸船的船隊，在海水中炸起幾十道三十多米高的水柱，同時巨大的爆炸將整個船隊搭載的陸軍士兵震得七葷八素。
在船隊外圍的一艘3000噸運輸船被致遠號發射的一枚280mm炮彈從天而降貫穿甲板，並且鑽進了鍋爐艙之後爆炸，炮彈的爆炸加上蒸汽鍋爐的爆炸，整艘船從中間直接斷成了兩截，在3分鍾之內就迅速沉沒了。
鎮遠和致遠艦的這一波總共打出3輪齊射，觀通部門和雷達部門花了45秒，迅速校正了炮彈落點，兩艘戰巡和兩艘輕巡一字排開向著日軍船隊開火。鎮遠、致遠兩艘戰巡的18門主炮每15秒打出一輪齊射，密密麻麻的炮彈不斷地落進已經混亂的運輸船隊之中，每過一兩分鍾就有被中國海軍的炮彈直接命中的船隻受傷或者沉沒，日本海軍這幾十艘沒有裝甲防護的運輸船在中國海軍的沙恩霍斯特級戰巡和021型輕巡麵前與待宰的羔羊沒什麼區別。
盡管船隊的周圍有6艘驅逐艦在拚命地反擊、掩護運輸船撤離，但是這也不管用，6艘驅逐艦均勻分布於船隊周圍，視野和射線被混亂的船隊所幹擾，根本無法對中國的軍艦有實質性的威脅。這些驅逐艦，每一艘都有兩座5聯裝533mm魚雷發射管，但是中國的4艘軍艦離他們十幾海裏遠，魚雷根本夠不著，隻能依靠每艘驅逐艦的3-6門100mm或者127mm主炮進行遠程火力打擊。
日本海軍的這些驅逐艦雖然射速快，發射的炮彈雖然多，卻對中國海軍的這4艘大型軍艦沒什麼影響。沙恩霍斯特級戰列巡洋艦是德國人生產的，德國人一直奉行“全麵防護”的思路，艦體側舷擁有均勻分布的厚達14英寸的裝甲，甲板裝甲厚度80-110mm，別說驅逐艦的主炮了，就連重巡洋艦的8英寸主炮也別想擊穿。
北平號、上海號兩艘輕巡洋艦藏在戰巡身後，專門對付日本海軍的6艘驅逐艦，155mm的炮彈威力對付一兩千噸的驅逐艦完全足夠，155口徑的炮射速比戰巡的主炮快不少，對付航速30多節的高速目標再合適不過。
新津丸號運兵船上的涉穀伊之彥被晃得惡心嘔吐，憤怒地罵道：“海軍這幫馬鹿！每年占用帝國那麼多軍費，頂個屁用，連支那海軍都攔不住……”與他一起的尾高龜藏已經暈得話都說不出來了！
長門號戰列艦上的日本艦隊司令長穀川清中將聽到後方傳來的隆隆炮聲，立刻命令觀通部門出了什麼事，同時電報詢問後方的船隊。過了一會兒，長門號的觀通長報告的消息令他大驚失色：中國海軍什麼時候繞到自己後麵去的？！！！
這個時候，日本海軍的一艘驅逐艦回電：驅逐艦隊和運輸船隊遭到中國海軍兩艘不明型號主力艦及兩艘不明型號輕巡洋艦的伏擊，情況緊急，請立刻火力支援！
“八嘎！情報部門簡直是一群蠢貨，支那海軍連主力戰艦都有了，他們居然一點消息都不知道！”得到回電的長穀川清一拳重重地砸在桌子上，“快，所有軍艦掉頭，全速前進，攻擊支那海軍！主炮立刻開火！”
“是！”長門、陸奧兩艘戰列艦艦長命令每艘戰列艦的8門410mm主炮抬高仰角，遠距離射擊中國海軍軍艦！
鎮遠和致遠兩艘艦對日軍船隊的屠殺持續了20多分鍾，總共發射了500多枚280mm的炮彈和1200多枚155mm的炮彈，總共60多艘運兵船和貨物運輸船已經有30艘被擊沉，剩下的幾乎全部被擊傷，兩個陸軍師團長乘坐的新津丸號被連續4枚戰巡主炮近失彈擊中左舷，造成9000多噸的新津丸號左舷大量進水，艦體傾斜22°，船上16師團、19師團1800多名陸軍士兵和大量軍官落水。
第16、19師團是日本陸軍兩個常備甲種師團，總人數接近6萬人，其中有3萬多的野戰步兵和炮兵，堪稱日本陸軍的精銳，要是放任他們從泰國灣登陸，那麼在薩爾溫江西岸進行防禦的西南陸軍第5集團軍和51師肯定會陷入苦戰，所以海軍兩艘定遠（沙恩霍斯特）級戰巡才會冒著與日本海軍主力艦正麵相抗的危險在南海伏擊日軍的運輸船，在海上，再精銳的甲種師團也隻能幹挨打！
因為目標在15海裏之外，所以一千多枚炮彈，隻擊沉了30艘運輸船和全部6艘驅逐艦，要是距離近的話，這些運輸船一艘也別想跑掉。不過，距離遠也有好處，長門和陸奧距離船隊隻有不到10海裏，鎮遠號離目標遠，也就離這兩艘日軍戰列艦更遠。別看長門級410mm主炮的口徑嚇人，但是它沒有配備雷達，隻有光學觀瞄設備，在接近射程極限的24海裏距離上炮彈的散布不知道有多大，再加上410mm主炮大約一分鍾才能打出一輪齊射，所以整整20分鍾的時間裏，日本兩艘戰列艦的炮彈完全打水漂了，連中國海軍的邊都沒挨上一點！
“報告！”致遠艦的雷達長說，“日軍戰列艦距我艦已不足18海裏！”
“全艦隊，往東南方向全速脫離戰場！”沈鴻烈命令道。
“收到，明白！”……“全艦注意，左進十，右進三，右滿舵！”……“正舵！”
命令一下，中國海軍的軍艦立刻轉向東南方向撤離。這個時候，鎮遠艦的觀通長對鄭遠海說：“艦長，海水裏還有至少兩萬小鬼子在撲騰呢，是不是再給他們一下？”
鄭遠海思考了幾秒鍾，問沈鴻烈：“沈司令，你說呢？”