2月15日凌晨3时19分，日本海军第2舰队与北华海军第1混成舰队在丰后水道出海口的四国岛最东南部的足摺岬半岛近海处狭路相逢。由于夜色正浓，双方又都没有安装雷达，因此双方先头军舰几乎到了彼此的眼皮子底下才在同一刻发现了对方。最先交手的是双方军舰分别是在日军舰队最前方搜索警戒的川内号轻型巡洋舰和北华海军的肇和号轻型巡洋舰。川内号和肇和号虽然同为轻型巡洋舰，但川内号的排水量是肇和号的两倍，并且肇和号的舰龄比川内号老十年，战斗力相差足足了一个档次。按照常理，军舰在夜间接敌的时候以鱼雷攻击为主，尽量不用舰炮，因为舰炮的火光会暴露自身位置，从而招来敌舰的精准攻击。但双方靠得实在太近了，同时用探照灯光柱笼罩住对方，旋即猛烈开火对射并用鱼雷互相攻击。
“発砲する！”
“开火！”
双方军官一起声嘶力竭地下令。
海面上霎那间风雷滚动、怒涛呼号，肇和号的2门150毫米主舰炮和4门100毫米副舰炮同川内号的7门140毫米主舰炮展开凶猛对轰，飞火烈焰般的弹痕尾迹在两舰之间的海空间纵横呼啸。由于设备老化，肇和号发射的第一波六发炮弹无一命中川内号，而川内号则有两枚炮弹正中肇和号。肇和号中弹处电闪雷鸣，上层建筑被炸得粉碎，爆炸的冲击波继而穿透了脆弱的甲板装甲，几十名水兵当场血肉横飞，一门主舰炮和两门副舰炮齐齐被炸成了扭曲变形的废铁，熊熊大火在舰身上腾空而起。
肇和号的灾难还没有结束，短短一分钟后，两枚川内号发射的氧气鱼雷破浪而来，全部命中肇和号的侧舷舰壳。全舰在地动山摇般的大爆炸中近乎解体，两个巨大的窟窿彻底撕裂了军舰的侧舷舰身，被炸飞上天的水兵在烈火黑烟中惨叫接连落海。浑身大火的肇和号在夜幕下的海面上成为一个极其醒目的靶子，日军水兵的战斗素质十分过硬，发射鱼雷的同时已经完成了第二波的舰炮装弹，五分钟后，第二波的四发炮弹接踵而至，四发两中，在肇和号残破不堪的身躯上再次绽放开了两团巨大的烈焰。已经拥有二十五年舰龄的肇和号在龙骨折断的金属扭曲声中分崩离析，断成四截的舰体在烈火中被海水缓缓吞并，舰上的230名水兵只有80多人幸存。
川内号的日军来不及庆祝胜利，一道霹雳也在船内号的舰艉处猛然绽放开。战沉前的肇和号竭尽全力，用舰上的2具鱼雷发射管向川内号发射了两条氧气电动鱼雷。北华军和日军都使用氧气鱼雷，这是一种综合性能世界第一的强大鱼雷，而北华军的鱼雷是在日军氧气鱼雷的基础上进行改进而来的，射程比日军鱼雷略短，但射速更快，威力更大。川内号能用鱼雷击中肇和号，那么川内号自然也在肇和号的鱼雷射程内。肇和号在阵亡前拼死发射去的两条鱼雷里一条与川内号擦肩而过，一条正中川内号的舰尾，顷刻间炸得川内号全舰剧烈震颤，舰尾面目全非，一门140毫米主舰炮被炸飞，落下来时炸得十几个水兵筋断骨折、脑浆迸溅。
舰长加藤野二郎中佐随即用无线电联系上旗舰伊势号战列舰：我舰刚刚击沉一艘敌舰，疑似驱逐舰或轻型巡洋舰，由于可视度很低且敌舰迅速沉没，无法辨认具体舰种。
伊势号：祝贺胜利。你舰有否损伤？
川内号：舰艉被敌舰命中一条鱼雷，一门主炮完全被毁，一座蒸汽轮机和两座重油锅炉被严重炸伤，航速从35节减少至22节，人员伤亡约四十人。
伊势号：神通号和那珂号马上接应你舰，你舰迅速返航，注意警戒满洲军的潜艇。
川内号没有回复，因为川内号正在剧烈的爆炸中。两条从黑暗中飞梭而来的鱼雷犹如长矛般精确地命中了因为舰艉着火而在夜幕下格外醒目的川内号。两条齐中，全部在川内号的左舷舰壳上爆炸开来。中雷处的日军水兵非死即伤，支离破碎的船舱内血流漂杵，鱼雷爆炸释放出的巨大能量炸穿了舰壳装甲，川内号的半个舰身被扭成了麻花状，不堪重负的龙骨在咯吱的扭曲声中彻底变了形。上百个水兵被当场炸死或浑身大火地跳入了海中，强劲的爆炸气浪呼啸着横扫而过，十几个正在救火和抢修军舰的水兵齐齐被掀飞入海中。海水从爆炸缺口汹涌灌入，全舰伤痕累累、奄奄一息。
短短五分钟后，又有两条鱼雷再度飞梭而来，再次全部命中川内号，彻底把川内号送进了地狱。赶过来原本准备接应川内号的神通号和那珂号在火急火燎中发现一艘北华军舰正在两千多米外朝着川内号凶猛地发射鱼雷。这艘军舰是肇和号的姊妹舰应瑞号。肇和号和应瑞号的两位舰长在事先制定好了战术，两舰中的任何一艘发现敌舰后，全力与之交火，竭尽全力使其暴露，另一艘则在一边展开鱼雷偷袭。靠着这个有效的办法和肇和号的牺牲，五千二百吨的川内号轻型巡洋舰被应瑞号成功击沉。
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应瑞号随即遭到神通号和那珂号的猛烈炮击。神通号和那珂号的航速达到35节，而应瑞号的航速只有20节，根本无法逃离，在短短五分钟内连续被命中十多发炮弹和两条鱼雷。应瑞号的老旧舰体在霹雳雷霆中迅速四分五裂，继而迅速沉没。
这场短暂的交火彻底引爆了双方的舰队大战，双方的主力舰此时都清楚了对方的位置和动向，因此纷纷飞轮改向，冲向对方。
伊势号战列舰的指挥室里，古贺中将激动地用无线电通知在后面六十海里处紧随着的吉田中将：“我舰队已击沉敌军两艘军舰，判断为轻型巡洋舰或驱逐舰，损失川内号；我舰队已与敌军舰队接触。”
吉田中将十分冷静地道：“确定是满洲军的海军主力舰队吗？”
古贺中将：“暂无法判明，但可以确定我舰队所在海域附近存在满洲军舰队。”
吉田中将十分谨慎地道：“我舰队暂时保持位置不变，请你舰队全力迎战，若战况危机，我舰队随时增援上前。”
古贺中将：“明白！”
吉田中将之所以下达这个略显保守的命令，是因为他知道古贺舰队的实力，古贺舰队拥有2艘战列舰、2艘重型巡洋舰、7艘轻型巡洋舰（已损失一艘），即便遇到北华海军全部舰艇，也有能力将其摧毁或重创，而他自己的舰队若轻易继续南下，一旦天亮，日军两支舰队都会遭到北华军鱼雷机群的攻击，损失会非常大，因此吉田中将才让自己的舰队停在原地。其实在吉田中将的心里，古贺中将的第二舰队隐隐然就是一枚弃子：如果古贺舰队能全歼或重创北华海军舰队，那么古贺舰队即便全军覆没，也是值得的。
丰后水道的入海口处海域内，刹那间海空震动、炮声惊天，海面上水柱腾空、浪涛如山。双方猛然相撞的舰队展开了惊天动地的激战。知道对方飞机无法出动且己方在舰炮火力上占绝对优势，再加上根深蒂固的“主力舰队决战”思想，因此急于凭此一战彻底消灭北华海军的日军舰队连续不断地发射照明弹，闪耀得夜空亮如白昼，双方舰队在纵横数十公里的海域上被照得清清楚楚。古贺中将确实是一个很有海战头脑的将领，他命令伊势号战列舰、足柄号重型巡洋舰、长良号和名取号轻型巡洋舰组编为第一分队，改航驶向东南，日向号战列舰、羽黑号重型巡洋舰、由良号和鬼怒号轻型巡洋舰组编为第二分队，改航驶向西南，两个分队呈现倒“八”字犹如两个钳子般左右侧切向北华军舰队。这样做有两个好处，一来可以让日方军舰侧四十五度朝向北华军，便于舰艏舰艉所有舰炮一起开火，二来可以包抄向北华军舰队，即便无法包围北华军所有军舰，也能将其拦腰截断并逐个击破。
迅速觉察到日军意图的陈季良中将立刻采取果断对策，长江号战列巡洋舰、黑龙江号重型巡洋舰、宁海号和平海号轻型巡洋舰横向东北，黄河号战列巡洋舰、鸭绿江号重型巡洋舰、定海号和镇海号轻型巡洋舰横向西北，两个编队以“V”字阵型边战边退，确保不会被日军包抄截断，同时也同样发挥了所有主舰炮的威力。三艘德国的轻型战列舰在两个编队之间机动作战并负责火力掩护。
3时28分，日舰伊势号和北华军长江号互相逼近至一万米，两艘巨舰几乎在同一时间朝着对方全力轰击并发射鱼雷。伊势号的12门356毫米主舰炮和长江号的9门330毫米主舰炮齐齐怒绽烈焰，两艘军舰上空电闪雷鸣、黑云冲天，海水被巨大的冲击波掀得翻滚鼎沸，两舰一起轰击出的21枚炮弹在炸雷般的轰射声中迅雷闪电般掠向对方。伊势号霎那间烈焰如炬，长江号九炮命中两发，在这同时，长江号也同样天崩地裂，伊势号的十二炮命中四发，两舰周围的海面上齐齐炸腾得恶浪冲天，十几个巨大的水柱拔地而起，旋即在海面上化为暴雨般的水花。紧接着，伊势号和长江号的钢铁舰身上再度同时绽放开几团巨大的火球，伊势号向长江号发射的4条鱼雷里有2条命中，长江号向伊势号发射的6条鱼雷里也有2条命中。伊势号遭到重创，而长江号的伤势更严重，锚链舱和一个隔水舱被鱼雷炸穿，海水滚滚而入，舰身被命中的四发炮弹使得舰身上血肉横飞、烈火腾腾，炙热的烈火将中弹处的金属结构齐齐烧断融化，铁水和烈火一起四处横流。舰上水兵死伤惨重，二百多人当场被炸得灰飞烟灭、尸骨无存，还有十几个水兵在烈火中被活活烧死或四仰八叉、手舞足蹈地被巨大的爆炸冲击波给掀飞到了海里。
“全力救火！抢修受损处！”陈季良镇定地道，“航速有没有影响？”
舰长严寿华回答道：“所有锅炉轮机工作正常！航速无碍！”
“全速开动！边战边撤！”陈季良命令道。他同时在心里有些感慨，日本海军官兵的战斗素质确实很高，舰炮和鱼雷的命中率都超过北华海军。
长江号是德国沙恩霍斯特级战列巡洋舰，综合火力不如伊势号这种专门设计和建造的战列舰，但长江号的航速很快，机动性也非常好，长江号的最大航速达到33节，而伊势号的最大航速只有25节，因此长江号全力开动起来完全可以甩掉伊势号。
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交战海域内，双方的其他军舰也已经陷入了疯狂的厮杀中。黄河号和日向号在凶猛地用舰炮鱼雷互相轰击攻杀，两舰迅速都中弹中雷起火。日向号的舰桥挨了一炮，一座烟囱被炸得稀巴烂，侧舷连中三条鱼雷，全舰浓烟滚滚、烈火四起，而黄河号也遭到对方的猛烈打击，连中六发炮弹和两条鱼雷，舰身弹痕累累，甲板龟裂，飞舞的钢铁碎片崩杀得甲板上的官兵们血流如注。海容号、海筹号、海琛号飞轮破浪转向，赶来助战，继而与同样赶来增援的日舰神通号、那珂号混战成一团，五艘轻型巡洋舰大炮齐鸣、猛烈对轰，半空中炮弹呼啸乱舞，海面上鱼雷纵横飞梭，弹痕尾迹犹如飞火流星，伴随着五艘军舰上此起彼伏犹如礼炮烟花般腾空而起的火球火柱。护卫各自军舰的杜畿号、马援号、赵普胜号、余通海号、朝止号、夕止号、白雪号、初雪号驱逐舰也在这场巨大的钢铁漩涡里奋力鏖战。短短十五分钟的猛烈交锋后，海容号、海筹号、海琛号先后战沉，同时都重创了神通号和那珂号。体无完肤、浑身大火的神通号和那珂号一瘸一拐地试图脱离战场，结果被悄悄迂回而来的三艘德国吕佐夫级轻型战列舰一顿乱炮鱼雷全部炸成了海面上燃烧的废铁。神通号和那珂号犹如被流星击中了般，整个军舰剧烈颤抖并倾斜向一边，舰身面目全非，熊熊的烈火中，一片狼藉的甲板终于不堪重负，彻底塌陷了下去。三艘德国轻型战列舰在彻底摧毁了神通号和那珂号后，旋即朝着护卫这两艘巡洋舰的日军驱逐舰喷射烈焰，朝止号、夕止号、白雪号、初雪号四舰全部被击沉。由于双方使用的氧气鱼雷威力太大，因此北华军的赵普胜号和余通海号这两艘连续被多条日军鱼雷击中的驱逐舰也先后在大爆炸中沉没。
长江号、黄河号同伊势号、日向号的舰炮鱼雷硬拼中确实落入下风，但两舰的速度和机动性都超过日舰，因此边战边撤，护卫各自主力舰的双方巡洋舰则也拼杀得你死我活。足柄号和羽黑号重型巡洋舰每艘排水量1.1万吨/1.3万吨，武备为10门200毫米主舰炮，黑龙江号和鸭绿江号每艘排水量1万吨/1.2万吨，武备为9门203毫米主舰炮，双方几乎势均力敌，因此拼杀得近乎同归于尽、油尽灯枯。
巨炮的轰鸣和熊熊的火光中，陈季良从容不迫地问道：“几点了？”
严寿华回答道：“4时20分。”
陈季良点点头：“还有两个半小时就天亮了。我方损失如何？战果如何？”
严寿华回答道：“肇和号、应瑞号、海容号、海筹号、海琛号轻型巡洋舰以及赵普胜号、余通海号驱逐舰都已战沉，其余主力舰都已受伤，两艘战列巡洋舰和两艘重型巡洋舰都伤势严重。我方战果，击沉敌军三艘川内级轻型巡洋舰和四艘驱逐舰。”
陈季良微微点头：“打成这样已经很不错了。命令舰队，全部撤退。”