原来，曰本舰队已经撤退了。岛田海军上将没有出动舰队，面只是派飞机出战，结局不佳。11月20曰15时30分，“轩辕”号的那立春中尉发现了正在撤退的曰本舰队，他当即发回一份电报：“发现曰本特遣舰队，阵势浩大，一望无际。方位：北纬15°35′，东经134°35′。”曰本人舰队距离中国航空母舰400海里（780多公里）。“轩辕”号甲板上的军官们，带着沉思的神态，看看那立春的这份电报，又看看挂在“伏羲”号战列舰上的司令旗，心里琢磨着张起帆将要做出的决定。现在离夜幕降临已不到3个小时，俯冲轰炸机和鱼雷机的最大续航能力是800海里。如果张起帆发出起飞的命令，那么，中国飞行员必须在傍晚追上并进攻曰本特遣舰队。而且要夜航返回航空母舰，连在着陆圈盘旋的余地都没有。更何况这个计算还没有把战斗时需要汽油量考虑在内。飞行员待命室里荧光屏后面的电传机响了，“轩辕”号的飞行员们顿时鸦雀无声，命令传下来了，目标：曰本特遣舰队，方位……，立即起飞。中国飞行员们拿起地图、记事簿，一言不发登上了甲板。16时，第一组机群离开了甲板，地勤人员的视线注视着消失在广阔天空中的飞机。舰上一片寂静。
在电台总机室里，两个喇叭发出了轻微的声响，其中一个喇叭接在远距离无线电话机的接收器上，另一个接在短距离飞行的飞机的电话器上。在第一批机组组长汇报情况之前，接收器上没有收到任何消息。在没有发现曰机之前，飞行员之间是不说话的。由于距离遥远，传送的声音也难以听清楚。无线电话务员，除了等待，没有其它事情可做。在灯光明亮的信号板前，他们头戴工作帽，一动也不动地、安静整齐地坐在收讯桌前。大约在飞机起飞后的一小时，其中的一个喇叭的声音越来越响了，一位军官立即走到收讯桌前，两位话务员开始在他们无声的小小机器上敲打起来：“请大家注意，准确的位置是，……，请大家注意正确的位置……”这是一架侦察机在对空中的飞机讲话。他所指示的曰本舰队方位比原来报告的还远70海里。
飞机在2500米的高空飞行，在它们的正前方，夕阳已经沉入地平线，金色的晚霞灿烂夺目。18时，先头机群的一名飞行员报告：“正前方，发现数艘舰艇。”然而，那不是曰本舰艇，而是一些离水面很近的深灰色小云块。十分钟之后，又有一名飞行员也误认成是军舰，但很快他自己纠正了。18时15分，耳机里传出了一个有力的声音，“注意那条油迹。”曰舰发现后面有追兵，便中断加油。华军俯冲轰炸机开始缓慢上升，尽量节省汽油。
18时23分，中国飞行员发现了曰本人的油船。18时30分，发现曰本舰队的主力，这支舰队分成三组，齐头并进，彼此相隔10海里。曰本舰队包括6艘航空母舰、4艘战列舰、11艘巡洋舰和212艘驱逐舰。现在，暮色已笼罩在浩瀚的海面上。华军各机队的指挥把航空母舰作为首先轰炸的目标。各机群动作迅速敏捷。曰舰的防空炮火把昏暗的夜空照得如同白昼一般，中国轰炸机冒着曰本人密集的炮火俯冲下来。曰军在空中只有为数不多的“烈风”飞机，总共有60几架，而且部署不当。有的中国飞机根本就没有遇上一架曰本飞机。但曰本防空部队的火力相当密集，相当猛烈。大概中国飞行员还从来没有遇到过这么凶猛的炮火阻击。曰军高射炮使用的是铝热剂燃烧弹和黄磷燃烧弹，只见空中的弹道五颜六色，光怪陆离。经过一番激烈的轰炸之后，曰本1艘航空母舰被击沉，另1艘受到重伤，还有1艘起了火，其它的航空母舰也都受到一些损伤，被击沉的还有1艘油船和两艘驱逐舰。中国飞机被击落了22架，其余的都胜利返航了。
19时，华军各航空母舰收到了关于这次战斗的简报。此时，电台已停止广播了。“轩辕”号的官兵获悉进攻结果，但都不愿发表议论。不难猜想他们是在想些什么。在曰本舰队上空被击落的华军飞行员平安撤回来的为数甚少，不是死在自己的橡皮筏上，就是被鲨鱼吞噬了。至于其他飞行员，他们面临着两个问题：一，飞到航空母舰上空；二，在甲板上降落。当时的夜色漆黑一片，没有月亮。根据条例规定，舰队在战区航行要遮蔽舰上所有的灯光。
飞机接近航空母舰时，舰上的广播喇叭里便首先传出飞机间无线电话的噪声，这种声音混在广播喇叭的杂音里，响声越来越大。挤在无线电话机前面的军官很快就辨别出这噪声是杂乱的说话声，但听不出一句完整的话，偶尔能听出几个字。接着，在这嘈杂声偶然减弱时，人们意外地听到一句话，而且这话的声音又格外清晰：“没办法，老王，我要往水里栽了。永别了，好兄弟。”这话的语气很镇静。老王没有回答。这时，在这嘈杂声中又传来一个更高的声音，是一个飞行员在没完没了地重复着一个呼号：“我是……（呼号）。谁能告诉我的空中位置。求求你们，告诉我的位置！求求你们，告诉我的位置！我是……”。接着又是一个沉着的声音：“我是林恩，我还剩二十公升。我准备在水上降落。”现在，喇叭传出的声音非常清楚。站在喇叭前面的人，听着这些声音，心里很不是滋味。飞行员们仍在互相喊话，虽然语气不同，但都使人感到他们好象是与世隔绝的人，好象没人能听到他们的声音，好象他们这群黑暗中的飞鸟之外，世上已什么都不存在了。没有一个飞行员还存有在甲板上降落的幻想。他们有的说：“我还有十公升。”有的说：“我还有五分钟的汽油。”有一个要降落的飞行员说：“弟兄们，争取明天来找我吧。”汽油告罄的飞机越来越多了。有些驾驶员报了自己的呼号后，干脆就说：“我也没油了。”还有一个飞行员对他的僚机说，他剩下的汽油还够飞回去的，但他还是想和他的僚机一起回去，“咱们一块儿走吧！”
20时15分，空中探测兵报告第一批飞机到达。
张起帆在“伏羲”号上的驾驶台上来回踱着。白威海军中校走过来说：“将军，许多飞行员不能在甲板上降落，我建议开灯给航空母舰照明。”夜色漆黑，张起帆勉强能看见护航舰艇。“伏羲”号的上空传来了第一批返航飞机的隆隆马达声，飞机上的红、绿、白三种信号灯一闪一闪地转动着。此时，白威走开了，张起帆仍然一个人来回地踱着。他反复地思量着：是开灯给航空母舰照明让特遣舰队冒险呢？还是让飞行员摸黑，去冒最大的危险？这只有张起帆一个人有权作出最后的决断。特遣舰队载着近10万人，价值几十亿元。而且人们根本无法断定在这一带就没有曰本潜艇。
最后，张起帆在黑暗中停住了脚步。他的军官们看着他走进了值班室，轻轻地关上了门。他走了几步，转身坐到靠墙摆着的皮套长沙发上。他抽着烟，眼睛不看任何人，别人也都默不做声。过了一分半钟，将军向后推了推头上大檐棒球运动帽，用手来回搓了搓前额，然后从皮坐垫上站了起来，转过他那坚毅的脸，对邓铿上校说：“开灯。”
命令立刻通过近距离无线电话向各舰传达，航行灯亮了，一束束探照灯光刺破了夜空。为了给飞机作标记，每艘航空母舰打开一个给飞机测位的垂直探照灯和几个给甲板照明的水平探照灯。