第二艦隊的防空作戰打得極爲慘烈，根據中國海軍的作戰紀錄，掩護第二艦隊的一百二十八架戰鬥機中，沒有一架返回第一艦隊，被美軍戰鬥機擊落的就有一百一十三架，還有十五架被艦隊防空武器擊落。總共二百五十六名飛行員中，只有不到五十人倖免，確定陣亡的飛行員多達一百八十八人。
只是，這些戰鬥機也讓美軍嚐到了苦頭。
按照美國官方公佈的戰報，美軍在這場戰鬥中損失了二百四十七架戰鬥機，其中一百六十四架是被防空戰鬥機擊落的。
要知道，美軍擁有絕對的數量優勢。
當時，美國空軍與海軍的兩批戰鬥機幾乎同時到達，在戰鬥機數量上差不多是中國戰鬥機的三倍，而且美軍機羣得到了戰略預警機與十五架艦載預警機的直接支持，而中國戰鬥機後方只有十二架艦載預警機，且其中五架在戰鬥打響後不久就被美軍戰鬥機擊落，隨後還有四架被擊落。
可以說，美軍的優勢極爲明顯，卻損失了更多的戰鬥機。
原因有兩個：一是第二艦隊的大型綜合戰艦承擔起了防空指揮任務，彌補了因爲預警機不足產生的影響；二是美軍飛行員的素質低於中國飛行員，特別是王牌戰鬥機飛行員所佔的比例。
打到二零五四年中期，中國海軍已經有一百多位王牌飛行員了，頭號王牌鐵鷹少校的戰績已經達到四十七個，排名前十的戰績都在二十個以上，而美國海軍只有不到三十位王牌飛行員，頭號王牌的戰績爲二十二個，僅與中國海軍的第九號王牌相當。在比例上，美軍王牌飛行員更只有中國海軍的三分之一。在這場空戰中，有十七名中國海軍的王牌飛行員，美軍則只有六名。
問題是，飛行員浴血奮戰，沒能拯救第二艦隊。
要知道，弗倫奇是最後出動攻擊機羣的，而且是與轟炸機協同攻擊。
…四十分，分成五個大機羣的四百架美軍轟炸機在離第二艦隊大概八百公里的地方開始投射重型反艦導彈。
此時，執行攻擊任務的艦載戰鬥機已經逼近到離第二艦隊不到兩百公里處。
從時間上看，美軍攻擊機羣將在重型反艦導彈到達三分鐘後進入攻擊區域，配合非常到位。
也就在這個時候，佟少雲收到了一份至關重要的偵察報告。
一架j-33b突破了美軍艦隊的防空攔截，在…三十九分到達美軍艦隊上空，隨即在規避防空戰鬥機的同時，由後座上的領航員發出了偵察報告，明確提到了美軍艦隊的位置、航向、航速、艦隊規模等關鍵信息。
最終，這架戰鬥機沒能逃脫，被美軍戰艦發射的防空導彈擊落。
有趣的是，美軍防空戰艦還擊落了追擊這架戰鬥機的兩架美軍戰鬥機，導致三名美軍飛行員喪生。
佟少雲立即把偵察報告發給了敬文輝與龔繼飛。
緊接着，第二艦隊就進入了防空反導作戰狀態。
因爲沒有預警機支持，所以在攔截重型反艦導彈的時候，區域防空導彈的作戰效率反而不如中程防空導彈。
可以說，這場戰鬥幾乎沒有懸念。
雖然在美軍戰鬥機來襲的時候，第二艦隊就調整了隊列，八艘大型綜合戰艦把八艘反潛戰艦圍了起來，四艘防空型大型綜合戰艦在艦隊前方，各艘戰艦都進入防空作戰狀態，但是美軍的打擊太猛烈了，遠遠超過第二艦隊的攔截能力，就算各種防空武器的作戰效率達到了百分之百，第二艦隊也在劫難逃。
要知道，十六艘戰艦上，總共只有五百六十枚區域防空導彈、九百六十枚中程防空導彈與六十六門各能作戰一百二十次的末段防禦系統，而在之前已經消耗掉了三分之二的區域防空導彈與三分之一的中程防空導彈，末段防禦系統則對逼近的美軍戰鬥機開火兩千多次，剩下的攔截能力根本不足以應付四千八百枚重型反艦導彈、外加三百架戰鬥機攜帶的六百枚反艦制導炸彈。
更何況，美軍是從西面發起攻擊的。
也就是說，最多隻有半數末段防禦系統能夠作戰。
後來，有很多人認爲，佟少雲不應該讓敬文輝帶走十二艘戰艦，因爲這十二艘戰艦留下來的話，就有能力頂住美軍的空中打擊。這些人給出的理由就是，弗倫奇沒有動用岸基戰鬥機執行攻擊任務，因此美軍的打擊能力降低了大概三分之一。如果第二艦隊有二十八艘大型戰艦，就有可能頂住美軍的攻擊，然後立即進行反擊。
顯然，這種說法根本站不住腳。
以當時的情況，別說二十八艘大型戰艦，就算把第一艦隊算上，因爲在導彈來襲方向上的戰艦數量非常有限，所以也不見得能夠頂住美軍的攻擊。更重要的是，即便頂住了美軍的攻擊，也不見得能夠進行反擊，因爲佟少雲派過去的偵察機，只有一架突破了美軍艦隊的防空網，而且隨即就被擊落。也就是說，在防空作戰結束之後，第二艦隊獲得的偵察情報已經過時了。
美軍的雷霆一擊，收到了立竿見影的效果。
第二艦隊裡的十六艘戰艦、以及兩艘隨行的快速戰鬥支援艦無一逃脫，均在…五十分之前中彈，其中四艘大型綜合戰艦與六艘反潛戰艦在四點之前沉沒，剩下的八艘艦船也在四點半之前沉沒。
十八艘艦船上的五千六百七十八名官兵中，陣亡一千六百二十六人，失蹤三千四百四十九人，僅有六百餘名官兵倖免於難，其中就包括大難不死的佟少雲，以及艦隊司令部的三十多名軍官。
佟少雲能夠活下來，多虧了旗艦上的陸戰隊軍官董海兵少校。
在“黑龍江”號中彈之後，董海兵少校帶着隨艦作戰的陸戰隊衝進艦隊指揮中心，強行把佟少雲等艦隊司令部成員押上了救生艇，而董海兵沒有離開，他得留下來，銷燬旗艦上的關鍵設備，特別是通信密碼。最終，董海兵少校沒能逃出來，與十二名陸戰隊員隨同“黑龍江”號殉國。
一年之後，中國海軍以“董海兵”命名了一艘嶄新的大型綜合戰艦。
另外，還有一艘兩棲攻擊艦被命名爲“十三勇士”號，以此紀念在“黑龍江”號戰沉時不顧個人安危，冒死完成使命的十三名陸戰隊員。
佟少雲活了下來，並且在十七日下午，被一架傾斜旋轉翼飛機救走。
從某種意義上講，佟少雲能夠活下來，與中美雙方軍隊在太平洋戰場上較爲文明的作戰方式有很大的關係。
在被救走之前，有十多架美軍飛機從第二艦隊覆滅海域上空飛過，卻沒有攻擊海面上的救生艇。在十七日上午，一架美軍的岸基反潛巡邏機甚至投下了幾隻急救包，使得十多名中國海軍傷員能夠挺過最艱難的時刻。
當然，這也與美軍不知道佟少雲也在倖存者之中有很大的關係。
如果美軍知道某條救生艇上有一名中國海軍中將，肯定會立即派飛機過來，把佟少雲抓回去。
要知道，在這場大戰中，除了在第一次迪戈加西亞海戰中陣亡的章玉廷之外，中國海軍還沒有一名將領陣亡，被美軍俘虜的最高級別的戰俘，僅是一名海軍上校。如果能夠俘虜一名海軍中將，絕對能夠鼓舞美軍的士氣。當然，佟少雲腦袋裡的信息，也具有非同尋常的戰略價值。
打到這個時候，戰鬥並沒結束。
當時，被中國海軍的偵察機發現之後，弗倫奇沒有打破無線電靜默，只是下令加強了防空警戒，把防空戰鬥機增加到了二百一十六架，並且讓空軍派了兩架戰略預警機過來，擴展了防空警戒範圍。
弗倫奇這麼做，與美軍艦隊還沒有到達開闊海域有很大的關係。
說白了，如果在大堡礁的深水航道里遭到攻擊，就算打破了無線電靜默，美軍艦隊的下場也不會有所改變。
對弗倫奇來說，最要緊的事情，就是回收返航的戰鬥機。
如果第一艦隊已經在攻擊距離之內，那麼要不了多久，攻擊機羣就回到來，而弗倫奇只能希望有足夠的戰鬥機來攔截中國海軍的攻擊機羣，阻止其集中發起攻擊，因此就需要儘快出動更多的防空戰鬥機。
爲此，也就得讓返航的戰鬥機以最快的速度降落到航母上。
事實上，以當時的情況，只要第一艦隊在交戰範圍之內，弗倫奇就無論如何也不可能搶先發動攻擊。
受此影響，弗倫奇甚至沒有立即安排偵察行動。
在他看來，首先頂住第一艦隊的空中打擊，等到艦載戰鬥機返航、以及岸基航空兵再次做好攻擊準備之前，再出動偵察機。從時間上看，在天亮後出動偵察機，就足以保證攻擊第一艦隊了。
當然，在這個時候安排偵察任務，肯定會對回收返航的戰鬥機造成影響。
這個時候，美軍艦隊依然在向北航行。
弗倫奇並知道，剛剛被消滅掉的，只是第二艦隊的一部分，而另外一部分正在向西北方向全速航行。
這不是弗倫奇的錯，而是美軍飛行員在報告戰果的時候，提到擊沉了二十多艘戰艦。
顯然，這是極爲錯誤的報告，因爲當時第二艦隊裡總共也就只有十八艘艦船，根本沒有那麼多戰艦。