從中途島海戰以來，源田實便對情報工作異常重視。為此，他的343航空隊中特別編入了裝備有24架高速偵察機C6N1彩雲的偵察機第4飛行隊。在他手中的偵察機主要用於搜索美軍航母特混艦隊尋找美軍艦載機的進攻方向，實際上有點類似於今天的預警機的地位。
除了情報保障之外，343空在空戰訓練方麵還特別重視編隊空戰戰術的演練、空中無線電指揮等等這些在歐美已經成為常識的“新東西”。
組建初期，343空主要用老式的紫電11型戰鬥機進行訓練。1945年2月中旬以後，新生產出的紫電改戰鬥機逐步交貨，航空隊也隨之進入了正式的空戰訓練階段。
如果有更多的時間，源田實大佐肯定願意進行更充分的訓練。按照源田本人的想法，麵對怒濤般的美軍機群，他並不打算在4月中旬以前投入戰鬥。考慮到就算到4月中旬，343空改裝紫電改戰鬥機也不過兩個月時間，源田的要求並不過分。無奈時間不等人，美國人也不等人。1945年3月13日，由林喜重大尉率領下，40架紫電改戰鬥機首次戰鬥出擊。這次出擊並沒有遇敵，卻在港區上空被戰列艦大和當做美機挨了一通高射炮彈。幸好大和艦上的炮手的素質並不比他們的眼力更好，343空的飛機沒有實際損失。
3月18日，343空接到敵情通報，稱美國航母特混編隊已經出現在日本近海，並攻擊了九州島島上的部分目標。次日清晨，負責巡邏任務的彩雲偵察機通報鬆山基地，稱已經發現美軍艦載機大編隊正在北上中。這是由美國海軍第5艦隊第58特混艦隊所發起的對吳軍港的第一次大規模空襲。
接到警報後，當日早7:05，343空以可以使用的最大兵力——紫電改戰鬥機56架、紫電11型戰鬥機7架全力起飛應戰。前出迎戰的紫電改機群空戰指揮官為鴛淵孝大尉。7架紫電11型戰鬥機負責鬆山基地上空的巡邏警戒，由分隊長市村吾郎大尉指揮。
63架戰鬥機飛離鬆山機場後，為了準備這場作戰已經徹夜未眠的指揮塔台內的源田實和中島正並沒有鬆了一口氣。兩人頭戴耳機手持話筒，隨時根據友軍的通報和地麵雷達站的情報向空中的機群發出各種命令。
“最後，他們終於來了。令我非常懊喪的是，因為忙於通過電台接收情報和發出命令，我居然完全沒有一點空閑時間看一眼空中的戰況。”多年以後，中島正中佐這樣回憶道。
到來的“他們”是從航母大黃蜂號號上起飛的第17艦載戰鬥轟炸機中隊（VBF-17）所屬的20架F6F-5戰鬥機，後來還要加上海軍陸戰隊第123戰鬥機中隊（VMF-123）中隊的16架F4U海盜戰鬥機。帶隊長機“肌肉”坎南特上尉。
當上尉帶隊飛近九州島海岸線時，他遠遠地看到有一群大約40架外形有點類似於地獄貓的戰鬥機在他前麵飛行。這令他很奇怪，因為不太可能有友軍機群這麼早就飛抵戰區。這顯然隻能是日本人，但是到底是什麼飛機呢？這令第一次看到新型Geoge紫電改戰鬥機的美軍飛行員們很納悶。最終，在他們的報告中，美軍飛行員紛紛描述他們遇到了Frank（4式戰鬥機疾風）、Tojo（2式戰鬥機鍾馗）或者Zero。有些飛行員甚至表示他們遭遇到的是些Tony（3式戰鬥機飛燕）。天曉得他是怎麼會把風冷發動機的紫電改看做有個尖鼻子的3式戰鬥機的。
發現美軍機群後，鴛淵孝大尉帶隊搶占高度，背著太陽向美軍發起了攻擊。地獄貓們也不甘示弱，立即爬高迎戰這些沒見過的日本飛機。
第一個得手的是鴛淵孝大尉本人和他的僚機。他們利用有利高度向F6F俯衝下來。20毫米機炮將其中一架當場擊落，另一架被擊傷後仍能飛回自己的航母迫降成功。
美軍立即還以顏色。坎南特上尉的機槍子彈也摧毀了鴛淵孝大尉的僚機的發動機。這架紫電改拖著濃煙撞向地麵。飛行員本人跳傘失敗墜地死亡。這也是紫電改戰鬥機的服役曆史上第一個戰鬥損失。
雙方都是具有很強戰鬥力的空中戰士，於是這場空戰也就進行得格外激烈。
激戰中，又有來自第9和第83艦載戰鬥機中隊的地獄貓也加入了戰團。雙方從海岸線一直打到吳港上空。又加上了來自第10戰鬥轟炸機中隊（VBF10）的F4U戰鬥機。
20毫米炮彈和12.7毫米機槍子彈在空中交錯飛行，將一架又一架塗有日章旗和白星標誌的戰鬥機化為廢鋁。雙方誰也搞不清楚到底自己打中了什麼或者被什麼打中了。被擊落的飛機中就包括菅野直大尉的座機，但他本人仍然得以跳傘逃生。
空戰結束後，343航空隊同級的戰果為擊落美軍F6F、F4U、SB2C、TBF等各型飛機52架，自損紫電改14架、彩雲1架、紫電1架，外加5架地麵損失。343空大獲全勝！
對於已經許久沒有聽說過勝利消息的聯合艦隊來說，343空的夢幻般的大戰果無疑是一針強心劑。聯合艦隊司令長官豐田副武大將親自簽發了感謝狀，表彰343航空隊的“振奮了全軍士氣的巨大戰功”。
美軍當天的實際損失為14架戰鬥機、2架魚雷攻擊機和11架俯衝轟炸機。其中能夠確認的空戰損失為14架。雙方實際上是打成平手。此戰的結果無非是證明了由優秀飛行員駕駛下的新型日本戰鬥機有能力與美軍打出互有勝負的戰績，僅此而已。可歎的是，源田實的大戰果的傳說一直流傳到20世紀80年代以後才逐漸被事實所打破。能打再加上能吹，源田實果然了得，想不發達都難。