在天亮之前，解放軍前線指揮所就截獲了國民黨軍飛機將要轟炸海上目標的情報，並且曾發現3架PB4Y前來偵察。
那天的海麵模糊一片，雲高隻有200多米，海麵上霧氣彌漫，視距效果不良。解放軍前線指揮所對敵機在複雜氣象條件下的作戰能力估計不足，給敵機造成了可乘的機會。
在這個時候，國民黨部隊為緩解解放軍艦艇對大陳島的軍事威懾，命令國民黨空軍第十一大隊“掃蕩”海上的解放軍目標。
天還未亮，敵人12名飛行軍官已完成任務提示，上任不到兩個月的大隊長鄭永達親自領隊，對解放軍的海上目標進行掃蕩。
剛剛參軍的鄭永達對國民黨的F-47N戰鬥機還不是很熟悉，所以臨出發前還在座艙中學習各部機件的操作方式，可見敵軍已經是到了垂死掙紮的邊沿，已經是孤注一擲了。
不過鄭永達帶領的11個僚機飛行員卻是從敵3個中隊中選出來的，所以對這次行動他充滿了信心。此時，在他的臉上露出了猙獰的笑容。
在鄭永達的率領下，敵人12架F-47N朝東磯列島的方向飛來。敵人出發後發現，東海上空都覆蓋著非常低的雲層，依照時間的推算和羅盤的引導，國民黨軍機群到達了大陳的空域。
敵機到達大陳後，下方仍是濃密的雲層，灰蒙蒙的，無法觀察海麵的具體情況，所以敵12架F-47N依舊在空中盤旋。
敵機在空中盤旋了一會兒，鄭永達好不容易發現一個小雲洞，於是馬上推頭鑽下，因為那個洞實在太小，大編隊必須化整為零逐次通過，如此一來使得原有的隊形全都散了。
到6時43分，解放軍發現了敵人的機群，距離約18萬米。“瑞金”保持原航向，“興國”艦則向左出列，成防空隊形。
6時45分，解放軍海軍編隊左舷110度發現敵F-47型飛機4架，高度50米，在距艦隊約9000米時，作戰指揮員下令射擊敵機。
當時從國民黨軍飛行員的角度往下看，遠遠地看見，海麵除了霧氣騰騰之外，還依稀可以看見散布著各式各樣的船隻，但一時之間還無法辨別目標。敵2號機何建彝中尉突然發現右下方的兩點，他仔細觀察後才發現，正有船隻不斷向空中射來炮彈!
原來“瑞金”與“興國”兩艦指揮員搶先開火，由於開火距離偏遠，對敵機幾乎沒有構成威脅。
敵機發現解放軍的目標後，指揮官鄭永達當即對著距離較近的“瑞金”艦俯衝而下，以50米高度進入，實行超低空轟炸。
本來編隊左舷110度，距離9000米發現低空的F-47型飛機時，就應下令躲避，這時將有約40秒時間，可轉約60度角，將敵機置於艦尾方向。
根據計算，敵機從90度舷角進入實施超低空投彈攻擊的平均命中概率，比從0度或180度舷角進入投彈攻擊的平均命中概率要大4倍，所以，采取躲避方法可以大大地降低敵超低空攻擊的效果。
但”瑞金”艦由於過於冒險，並沒有及時機動，也沒有進行躲避，而是不斷發射炮彈，這就暴露了目標。敵機在距離”瑞金”艦左舷200米處投下了炸彈，隻見兩股爆炸水柱在船首旁激起。幸虧有兩枚炸彈未直接命中。
在這個時候，狡猾的敵中尉何建彝和長機拉開了距離，采取相近的方向和高度進入實行平桅轟炸。
按照當時情況，敵機進入戰鬥航路有45秒的時間，“瑞金”艦的戰術半徑就是25秒，完全可以從容躲避，不幸的是，“瑞金”艦又沒有及時躲避，而是一味地隻管射擊敵機。
敵機從左舷110度舷角進入時，正確的躲避方法應該是：右滿舵，將敵機置於180度舷角的艦尾方向上。然而”瑞金”艦艦長卻下達了“左舵”的口令，以小舵角轉向進行躲避，結果正好把90度舷角置於敵機進入的方向上了。
正在關鍵時刻，當時“瑞金”和“興國”艦的8門25毫米高炮全部發生了故障，沒有來得及進行修複，隻剩4門762毫米炮和4門37毫米炮。
“瑞金”艦這時亂了套，導致對空射擊方法發生錯誤。當時本應該集中朝一個方向反擊，“瑞金”艦用的卻是分散射擊，以致火力密度不夠,後又改用雙數彈幕，以致出現射擊空隙為敵機所乘。
6時52分，“瑞金”艦沉沒，有56名戰士壯烈犧牲，40名戰士受傷。
在這之後，敵機又向“興國”號展開攻擊，“興國”艦指揮員正確進行抗擊和躲避，敵機被擊落，“興國”艦未受任何損失。毛澤東及時發出指示
5月18日7時8分，在“南昌”艦上的邵震接到“興國”艦發來的電報：
瑞金艦損傷。
事實上，“瑞金”艦此時已經沉沒了，而電報是在“瑞金”艦沉沒前發出的。
接到電報後，編隊指揮所馬上命令炮艇中隊快速營救“瑞金”和“興國”兩艦。到7時16分，編隊指揮所再次接到“興國”艦第二封電報：
瑞金艦被炸沉。
邵震立刻複電：
全力搶救海上失事人員。
軍務參謀王彥聽到這個消息後大為震驚，半天沒有緩過神來。
就在幾個小時前，他還在“瑞金”艦上，親眼看到艦隊補充彈藥，但沒有想到剛剛離開沒多久就傳來這樣的噩耗。
當時尋找到彈藥補給船後，聶奎聚見王彥一夜未眠，就勸說他睡一會兒，等待新的命令。王彥還沒有睡醒，“南昌”艦汽艇就來報告說有任務，如果不及時去恐怕“瑞金”艦就保不住了，所以他趕快穿上衣服朝出事的地方奔去。
雖然“瑞金”艦在敵機的襲擊下沉沒了，但在服役的4年間，該艦共參加作戰9次，航行18萬多海裏，可謂立下過赫赫戰功。
海軍黨委為客觀處理“瑞金”艦問題，特別保留“瑞金”的艦名，並重新賦予另一艘護衛艦為“瑞金”艦。
“瑞金”、“興國”兩艦，艦炮本是老式的單管76和37炮，但麵對敵機從兩個方向超低空的攻擊，兩艦進行編隊集火抗擊，取得了擊落敵機1架，擊傷1架的勝利戰果。
“瑞金”艦沉沒是華東軍區海軍創建以來最嚴重的損失，因此，作戰指揮部進行了認真總結。大家認為，戰鬥中損失是難免的，但“瑞金”艦的重大損失，主要是指揮失誤，特別是艦長缺乏在突發事變麵前所必備的良好心理素質和高度的智慧與才能。