再次确定一号目标舰的舰桥被摧毁之后，白佑彬果断的下达了迫近日本舰队的命令。
为了保证两艘战舰上的主炮都能向日本战舰开火，第12-1巡洋舰编队没有直接冲上去，而是讲航向向南偏移了二十度，并且将速度提高到了二十节。如此一来，交战距离将在十五分钟之后缩短到八千米以内。
失去统一指挥的日本舰队没有立即陷入混乱之中，只是接下来的战斗已无悬念可言。
九点十八分，“果敢”号终于打出了一次漂亮的跨射，而且六枚穿甲弹中有二枚命中了一号目标舰。据了望员报告，一枚穿甲弹打中了“呜”炮塔处的舰体，并且在战舰内部爆炸；来一枚穿甲弹打中了敌舰中部水线附近，该部位距离锅炉舱不会超过了五米。
中了这两炮之后，“利根”号的航速迅速下降到了十五节左右。
如果说一枚二百毫米穿甲弹能够打掉“利根”号一座锅炉舱，那么一枚四百毫米穿甲弹不但能够打掉并排的两座锅炉舱，还能在舰体上撕出一个直径超过五米的大窟窿，并且摧毁相邻几个舱室的水密隔墙，造成舰体严重进水。
同时，“果敢”号右舷的四门一百五十毫米副炮也用密集的弹雨摧毁了“利根”号尾部的三座炮塔，以及左舷上的两座副炮。其实，当时“果敢”号的速射炮都能打掉“利根”号的炮塔，只是白佑彬没有让速射炮投入战斗，毕竟速射炮对“利根”号的舰体没有多大地威胁。
九点二十分。确认一号目标舰几乎丧失了战斗力之后。白佑彬调整了交战次序。
现在，双方地“主力舰”都只有两艘，第12舰队掌握了绝对的优势。随着交战距离继续缩短，“果敢”号的炮击命中率将直线提高。相反，即便交战距离缩短到五千米，“铃谷”号与“熊野”号的主炮也不一定能够对“果敢”号构成威胁。
说白了，即便此时“决心”号退出战斗，“果敢”号也能干掉最后两艘日本重巡洋舰。
九点二十四分，在取胜无望的情况下。顶替近藤信竹与栗田健男的“铃谷”号舰长让第4水雷战队投入了战斗。
五分钟后，“果敢”号的雷达发现了从南面杀出来的八艘日本驱逐舰。
白佑彬立即命令一直跟在后面的第12-2巡洋舰编队，以及从西面插下去地第12-5驱逐舰编队投入战斗。同时，他还命令“决心”号脱离编队，伴随第1-2巡洋舰编队对付敌驱逐舰。刚刚赶到的第12-4驱逐舰编队也从“决心”号的后方杀了出来，准备为“决心”号提供掩护。
这下，第4水雷战队的八艘日本驱逐舰需要面对的是四艘巡洋舰，外加十二艘驱逐舰（第1-5驱逐舰编队的“潮波”号在与“阳炎”号驱逐舰作战时受重伤，已经提前撤出了战斗，后来该舰在返回登陆场的途中沉没）。
显然。第4水雷战队很难突破这么多巡洋舰与驱逐舰的炮火网！
九点三十七分，“果敢”号转向到一百八十度，规避鱼雷。同时。向“果敢”号发射鱼雷的“村雨”号驱逐舰被一枚四百毫米穿甲弹击中，并且被炸成两截，在一分钟不到的时间内沉没。
九点四十一分，“果敢”号回到了原来地航线上，并且继续用重炮轰击五号目标舰。
此时，“铃谷”号与“熊野”号已无战斗下去的决心
在开始的鱼雷攻击中，第4水雷战队地八艘驱逐舰，只有“夕立”号与“岚”号侥幸逃脱，另外六艘驱逐舰要么被迅速击沉，要么丧失了动力。成为了敌舰的靶子，根本无法逃出战场。
九点四十七分，“熊野”号被一枚四百毫米穿甲弹打中舰尾，并且导致舵机卡死，开始在海面上打转。
紧接着，白佑彬让第12-2巡洋舰编队与第12-4驱逐舰编队去对付“熊野”号。
九点五十五分，绕到了日本舰队东南面的第12-3巡洋舰编队投入战斗。
“汉江”号、“嘉陵江”号与“宜宾”号轻巡洋舰在距离“铃谷”号大概七千米的距离上打出了第一轮齐射。
在这个距离上。一百五十毫米穿甲弹能够轻易的打穿“铃谷”号的装甲。
实际上。这也体现出了重巡洋舰在防护方面的欠缺。即便八英寸重炮的威力更大，可是其射速远远不如六英寸与一百五十毫米口径的火炮。在近距离交战中，反而是六英寸与一百五十毫米火炮更有优势。*
九点五十七分，“熊野”号在大爆炸中沉没。
击沉该舰的是第12-2巡洋舰编队与第12-4驱逐舰编队发射地鱼雷。对于无法调整航向的战舰来说，鱼雷的攻击效能远远超过了炮弹。
仅仅一分钟之后，“决心”号也遭到了鱼雷攻击！
当时，白佑彬无论如何也想不明白，“决心”号是怎么遭到鱼雷攻击的。日本驱逐舰早已被击退，日本舰队还有什么办法用鱼雷攻击远远落在后面的“决心”号呢？
直到战后，这次“神奇”的鱼雷攻击才被破解。
击中“决心”号的，竟然是一条从“铃谷”号上发射地鱼雷！
当时，“铃谷”号在“决心”号南面大概一万三千米处，中间还隔着“果敢”号与第12-5驱逐舰编队地“春潮”号。显然，那条鱼雷原本是奔“果敢”号而去的，而且几乎擦着“果敢”号驶过，然后又从“春潮”号地肚皮底下钻了过去，最后击中了已经退出战斗的“决心”号重巡洋舰！
这条鱼雷，差点要了“决心”号的小命。
装有三百多公斤炸药的战雷头炸断了“决心”号的整个舰首，幸亏没有破坏后面的装甲隔板，另外“决心”号上的损管官兵迅速封闭了通往舰首的所有通道。不然的话，“决心”号肯定在劫难逃。
当然，这条鱼雷也让“决心”号花了十二天的时间才返回帝国本土，并且在船厂内躺了足足半年之久。在更换新的舰首时，帝国海军对“决心”号做了全面改进，包括对舰体结构的大改。半年后，当“决心”号重新披挂上阵的时候，几乎成了一艘全新的重巡洋舰，并且在后来的战斗中立下了赫赫战功。
“决心”号再次受创，也让白佑彬愤怒了。
十点十二分，最后到达的第12-6驱逐舰编队在第12-3巡洋舰编队的掩护下，向穷途末路的“铃谷”号发动了鱼雷攻击。
十点十五分，“铃谷”号被第一条鱼雷击中。
接下来的半分钟内，又有两条鱼雷命中“铃谷”号。
只是，这艘“顽强”的战舰仍然漂浮在海面上，而且还在用仅剩的一座主炮，以及两座副炮向绕到南面的第12-3巡洋舰编队的“汉江”号轻巡洋舰开火。
十点二十一分，“果敢”号追上了“铃谷”号，并且在三千五百米的距离内，对“铃谷”号打出了最后一轮齐射。
这次，“果敢”号使用的不是重型穿甲弹，也不是标准穿甲弹，而是原本用来对付驱逐舰，以及岸上防御工事的半穿甲弹。另外，六枚穿甲弹全部命中，无一“脱靶”。
相对而言，半穿甲弹对“铃谷”号上的日本海军官兵更有威胁。
为了提高穿甲能力，四百毫米重型穿甲弹的装药量不到五公斤，标准穿甲弹的装药量也只有八公斤，因此穿甲弹的爆炸威力并不是很大。相反，半穿甲弹的首要技术指标不是穿甲威力，而是爆炸产生的破坏力，其装药量多在五十公斤以上。因此，半穿甲弹爆炸的威力大得多，产生的弹片也多得多。
奄奄一息的“铃谷”号几乎被轰成了碎片。
十点二十七分，“铃谷”号的桅杆顶部从海面上消失。
到此，这场持续了不到两个半小时的海战结束。
最终，只有“三隈”号重巡洋舰，“夕立”号与“岚”号驱逐舰逃脱，在绕过伊豆诸岛之后，返回了位于本州岛西部的吴港。
在这场战斗中，日本第二舰队第7战队的“最上”号、“铃谷”号与“熊野”号，第8战队的“利根”号与“筑磨”号重巡洋舰，第2水雷战队与第4水雷战队的十四艘驱逐舰全部战沉，阵亡与失踪官兵三千七百八十九人，另外一千八百三十六名官兵被第12舰队打捞了起来，返回日本本土的官兵仅有一千六百二十七人，其中还包括了五百三十八名伤员，以及二百九十五具遗体。
第12舰队只有“潮波”号驱逐舰战沉，“决心”号遭重创，“果敢”号与另外三艘轻巡洋舰，以及七艘驱逐舰有不同程度的损伤。
除此之外，一艘停泊在登陆场的中型登陆舰被日本鱼雷击沉。
据战后调查，那条鱼雷是第2水雷战队的驱逐舰发射的，在航行了上万米之后冲入登陆场，并且击中了那艘登陆舰。幸亏登陆舰上的官兵早已上岸，船员也都及时逃离，最终只有九人阵亡，五人失踪。
显然，第12舰队出色的完成了任务，不但保护了登陆场，还几乎全歼了日本第二舰队。
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