受尧明的委托，拜仁安排了在南中国海上，远程空袭日军舰队的作战。拜仁深知突然性是这次袭击成功的关键，当夜就进行了严密的组织。凌晨3:00，3架用作侦察的Do18水上飞船就已经出发，往日军舰队大致方位飞去。而12架Bf109战斗机和6架Me111－A轰炸机的混合编队则在凌晨5:00出发。
我军在凌晨6:07发现了日军混合舰队，并在凌晨7:15进行了后续攻击。当时日军舰队为了节省汽油，升空的护航战斗机并不多，只有10架左右，很快就被我Bf109击落其大部，整个日军舰队竟然瞬间失去了空中护卫伞。遗憾的是德国空军的Me111轰炸机并不能做俯冲轰炸，也没有挂载鱼雷，而只是装载了普通的250公斤炸弹，无法重创由战列舰船身改造的两艘航空母舰。山本五十六又用驱逐舰将航空母舰严密地保护了起来。
轰炸中队指挥官高志航迅速地观察了一下海面的敌方舰队，决定在这盘大餐中，挑选一批最容易吃的点心――处于整个舰队边缘，防空火力薄弱的补给船和运兵船。
从外观上很难区分补给船和运兵船，否则只需要将敌军舰队的补给船击沉数艘，山本五十六就只能收兵回日本。我军轰炸机的炸弹用完后，有3艘运兵船已经燃烧在熊熊大火中，还有2艘其他船只受了轻伤。为了保证航程，Me111带的汽油多，炸弹少。6架轰炸机能达到如此的轰炸效果，已经是相当完美了。为了配合轰炸，Bf109扫射了敌军船只，压制其防空火力。
轰炸过程中，日军集中防空火力对付我军为数不多的飞机，日军残余的和后续起飞的战斗机也在不断干扰轰炸。我军在战场上直接损失了2架轰炸机，3架战斗机。我军几乎所有的飞机都带了伤，飞离了战场。后来Bf109汽油用完，还有1架Me111受伤太重，只得抛弃在大海上。最终飞回基地的，只有3架Me111。由于及时的海上救援，飞行员大部分都安全返回了。
日军其他军舰救起了被击沉的运兵船上跳水逃生的士兵。日军总共损失了8架护航战斗机，3艘运兵船，以及约190名士兵。这次袭击对日军的打击其实并不很重。
山本五十六却被这次突袭吓了一大跳。他错误地估计了德国战斗机的作战距离，并认为中国空军的轰炸机是因为缺乏经验才放过了已经失去空中保护的航空母舰。他决定保持无线电静默，并远离海岸线，绕了一个大圈，从南面攻击海南岛。为了掩蔽行踪，山本五十六停止派出水上侦察机去海面
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