1937年9月22日和23日是江陰阻擊戰最激烈的兩天。敵機分批呼嘯而來，目標明確，直撲中國海軍的旗艦平海艦，以求擒虎之功。一時間，平海艦上空敵機環伺，險象叢生。平海艦官兵臨危不亂，在陳季良的指揮下，冒著彈雨，用高射炮和高射機槍猛烈還擊，成功擊落敵機5架，但平海艦也被敵機扔下的炸彈擊中，艦上官兵有5人犧牲，20餘人受傷。平海艦艦長高寬申腰部中彈，仍堅持作戰。此時，日軍繼續增派兵力，除攻擊平海艦外，又將目標鎖定在寧海艦上。平海、寧海兩艦，是當時中國海軍實力最強的兩艘軍艦。敵軍勢欲將兩艦率先擊沉，所以先後出動80多架飛機分4批集中攻擊。中國海軍官兵殊死抵抗，使敵不得近前。但雙方實力相差實在太大，特別是中國海軍艦艇沒有空軍支持，完全將自身暴露在敵方空軍的火力下，隨著時間推移，最終難以支撐，平海艦、寧海艦相繼被敵機炸毀，沉入滔滔長江。陳季良也被敵機炸傷，但仍不肯離開戰場，他移駐逸仙艦，並高掛司令旗，繼續指揮戰鬥。在戰場上，掛司令旗等於暴露目標，這是很危險的。此時的陳季良早已將個人的生死置之度外，他說：“司令旗在，中國的艦隊就在，對敵是蔑視，對自己的人是個鼓舞。”全艦將士在陳季良的激勵下，奮勇殺敵，擊退了日軍一次又一次的進攻。
江陰阻擊戰終因中日力量懸殊而失敗，中國參戰的所有戰艦全部沉於長江，江陰失守。這一場海空戰，以中國的失敗而告終。但中國海軍在日本空軍猛烈的攻勢下，忠於職守，毫不後退，僅平海、寧海兩艘戰艦在兩天內就發射高射炮彈1 300多發，高射機槍彈1萬餘發，共擊落敵機20多架，最後彈盡船沉，是以必死的決心和勇氣在和強大的日軍抗衡。當時在江陰海空戰場觀戰的一位德國顧問被陳季良和中國海軍英勇無畏的精神所震撼。他說：“這是第一次世界大戰以來，我所親眼看到的最慘烈的海空戰。中國海軍的參謀長如此英勇，中國軍隊如此無畏，中國必勝。”
江陰的封鎖線最終發揮了功效，一直到12月21日，日軍的大型船舶始終都無法通過封鎖線。但中國海軍也損失慘重。中國海軍艦艇除一部分在煙台自沉外，其餘主力則全數葬送於江陰。這是自中日甲午戰爭以來中國海軍最重大的損失。但是這兩次戰爭的結果卻完全不同。甲午戰爭後，清政府的北洋水師全軍覆沒，被迫在1895年與日本簽訂喪權辱國的《馬關條約》。國軍海軍雖在江陰阻擊戰中主力盡喪，卻並沒有放棄水上抗戰，並於1939年1月正式組建布雷總隊，開始用水雷打擊日軍艦艇。此後，中日兩方在長江上的較量一直就是中國方麵以水中布雷的方式抗擊日本軍艦。1943年，在鄂西保衛戰中，駐守石牌要塞的國軍海軍，用要塞的10門巨炮向日艦猛烈轟擊，同時冒著日機與艦炮的猛烈轟炸，向長江中布放水雷，有效地消除了日艦對國軍陸軍的威脅，保證了鄂西會戰的勝利，推動了抗戰勝利的進程。
1945年8月15日，日本宣布無條件投降。9月2日，日本投降簽字儀式在“密蘇裏”號戰艦上舉行，中國海軍總司令陳紹寬上將代表中國海軍出席。幾乎全軍覆沒的中國海軍的殉國烈士的在天之靈終於可以含笑九泉，他們的英名將同千千萬萬反法西斯的英烈們一起，永遠彪炳史冊。