第二战斗机大队36架战斗机排着密集的队形，飞行在太湖上空厚厚的云层上面。
广德到上海之间的直线距离还不到200公里，仅有30分钟的航程。当第二战斗机大队刚刚飞过太湖，无线电里就传出一片紧张的呼叫声，第一战斗机大队已经开始向日军发起了攻击。
又过了10分钟，第2战斗机大队追上了前面起飞的轰炸机大队，此时，他们已经飞行了25分钟，大概再有5分钟就能飞到战场的上空。但依然是个多云的天气，向下的能见度并不是很好。
库科奇在无线电里询问了一下上海目前的情况，陈其光上校回答说下面正在激战，但也无法确认地面的战况，第1大队一部分战斗机已经完成了投弹，正在作战斗巡航，但还没有发现敌人的战机。
一切正常，就是云层仅有800米高，对于轰炸机而言很难准确地找到目标。不过，有云层的掩护，敌人的防空火力也很难发挥。
脚下的云层变得稍微稀薄了一些，透过云层的间隙可以看到前面出现一大片的建筑物和犹如一条蓝色飘带一般的黄浦江。库科奇低头确认了一下航空地图，然后向第5中队的中队长问道：“黄慕松少校，前面就是上海吗？”
“是的，长官，我们现在位于它的西面！”
“好吧，虹口的日本租界应该位于城市的北面，注意搜索江面上的日本军舰！”
库科奇把机头压了下去，他回头看了看后面的轰炸机编队，它们还是排成了三个梯队，依然在保持着队形。
他看到了前面的战斗机，正在上空中盘旋前着，有一架战机上亮起三发红色的信号弹，这是发起攻击的命令。那应该是陈其光上校的座机。
“开始吧！”他说了一声，然后加大油门，朝着江面俯冲了过去。
长谷川清中将站在“出云”号的舰桥里，正在焦急地呼叫航空舰队的飞机支援。他所率领的日本第3舰队驻扎在黄浦江的日租界汇山码头附近，向岸上的日军提供火力支援。可是在今天早上，他就已经挨过了一遍空中轰炸，幸好中国人使用的是水平轰炸机。不过，尽管如此，也让停泊在黄浦江上的30多艘日本舰船在东躲西藏，显得狼狈不堪。
现在，中国空军的第二波轰炸又来了。
首先，又有一批的战斗机从云端里俯冲下来，向着江面上的军舰开始投弹。军舰上的防空火力开始开火，但敌机的速度很快，边俯冲边开火，在投弹完成后，沿着江面很快就又拉回到了高空。
数声凄厉的呼啸声在高空中响起，长谷川清抬头看着天空，有三个黑点从云层中直冲而下，向着“出云”号直扑过来，在舰上的炮手还没有来得急反应过来的时候，三枚比刚才大了许多的航空炸弹犹如三发炮弹，向着他们直飞而来，然后在军舰的四周爆炸了。
军舰在剧烈的摇晃着，“俯冲轰炸机！”站在长谷身边的吉田少将吃惊地叫了起来，他的喊声还没结束，令人毛骨悚然的尖啸声再次在头顶的云端里，又有六架涂成灰色的分成两组，朝着江面直冲而下。其中的一组排成一条直线，正朝着“出云”号如流矢般飞速而来，军舰上的防空火炮正在追逐刚刚飞过的三架轰炸机，没有任何的火炮能来得急调转炮口。
这简直是一次完美的配合，轰！轰！接连两团火光在“出云”号的腾空而起，另一发则在它左舷一侧不到5米的水下爆炸，这样的破坏却更加致命，“出云”号的侧舷被直接被击穿了一个数米宽的裂口。整个江面上一片混乱，黄浦江的上空漂浮着一团团高射炮弹爆炸后留下的黑烟，象黑色的花朵一样开放。
从高空往下看，可以看到江面上爆开一团团桔红色的火光。
从空中俯冲而下的轰炸机在追逐着江面上乱窜的日本军舰，正在燃起大火的“出云”号更成了醒目的靶标，又被连续命中了数发航弹，这回它算是真的没救了！
有几架战机被防空火力击中，尾巴上冒着黑烟，一头裁向江面或是城市的街区里。
从马鞍群岛机场2个中队的日军战斗机首先赶到了战场，在数量和性能都占据优势的中国战斗机群面前，日本航空队全面处于下风，1：12，中国空军打得日本战斗机狼狈逃窜，让在租界地观战的中国市民不住拍手叫好，为中国空军呐喊助威。
从“大凤”号、“山城”号和“加贺”号上起飞的三个日本海航战斗机中队随后也赶到了战场，自八月十三日上海开战以来中日之间最大规模的空战爆发。在上海的天空上，双方两百多架飞机相互缠斗，中方的轰炸机部队则在完成投弹后，开始匆忙返航。日机想拦截和追击中方的轰炸机，而中国的战斗机编队则死死地纠缠着它们。
双方在天空中不断地相互追逐盘旋，不时有冒着黑烟的飞机从天空坠落。
渐渐地日机开始不敌败退，中方战斗机部队在追逐了十多分钟后，陈其光无奈地开始下令返航。这也是bf109的一大缺点，战机里的燃油已经不足，只能在占尽优势的情况下收兵，不能把日军赶尽杀绝。
8月17日，年青的中国航空兵迎来了开战以来最大的一场胜利，击沉了包括日本侵华舰队的旗舰“出云”号在内的三艘日本军舰，并击伤多艘，同时还落敌机47架，自身损失仅有13架。这绝对称得上是一次空前的胜利，极大地鼓舞了全国民众战胜日本的信心。
而且由于这次轰炸行动，还迫使日本舰队退出了长江，让上海的战事变得焦灼起来。
为了纪念这场空战的胜利，8.17被定为了中国的航空节。
当然，此次行动也有失误之处，航空队在行动中，把停泊在黄浦江内的英国重巡洋舰“坎伯兰”号炸成重伤，并命中了美国重巡洋舰“奥古斯塔”号一枚100公斤的航弹，同时两枚炸弹由于失误落入租界内，造成了一千多自己人的伤亡。
英国和美国向中国政府提出“严重抗议”，北京方面则发表公告，警告外国舰船远离交战区域，否则“若有毁伤，概不负责！”
进攻的失败令日本军部变得更加疯狂，松井石根鉴于海军作战飞机不足的弱点，决定在长江以北中方防御薄弱的江苏一带抢先登陆，意图在这一带建立空军基地。日本把战略进攻的重点从大兴安岭一线转移到了长江一线。