Để ứng phó cuộc xâm lăng sắp tới của quân Nhật, hải quân chính quy đã chia hạm đội thành bốn bộ phận khi chuẩn bị phòng thủ quanh đảo Tế Châu, trong đó khu vực biển phía bắc được xác định là trọng điểm phòng ngự.

Trong số đó, các hạm thuyền thuộc phân hạm đội thứ ba tiến đến từ hướng Thuyền Sơn ngày hôm đó, được chia thành hai nhóm chiến đấu độc lập, mỗi nhóm lấy một chiếc hàng không mẫu hạm làm trung tâm. Hai nhóm này duy trì một khoảng cách nhất định trên biển để hỗ trợ lẫn nhau.

Hai nhóm chiến đấu này, được gọi chung là “Tây biên đội”, được bố trí ở vùng biển phía tây nam đảo Tế Châu khoảng 100 hải lý vào đêm hôm đó để chờ thời cơ. họ sẽ di chuyển về phía đông sau khi trời sáng, nhằm tăng cường lực lượng chiến đấu trên không trong khu vực này.

Một biên đội khác, xuất phát từ Giao Châu, ban đầu thuộc phân hạm đội thứ nhất, lấy bốn tàu chiến làm nòng cốt, được gọi là “Bắc biên đội”.

Biên đội này có nhiệm vụ hộ tống các tàu vận tải chở quân đến Tây Vệ Phổ, sau đó nhanh chóng tiến lên phía bắc, di chuyển đến vùng biển phía bắc đảo Tế Châu để tuần tra khu vực bên ngoài hai sân bay và cảng Tế Châu.

Phân hạm đội thứ năm nguyên thuộc đảo Tế Châu được chia thành hai cụm, lần lượt là “Đông biên đội” và “Nam biên đội”.

Đông biên đội bao gồm chi đội tàu chiến thứ ba, chi đội tuần dương hạm thứ ba, cùng chi đội khu trục hạm thứ hai và thứ mười hai, tổng cộng có bốn tàu chiến, ba tuần dương hạm hạng nhất và mười hai khu trục hạm.

Đúng như tên gọi, biên đội này đảm nhận nhiệm vụ tuần tra vùng biển Đông Bắc của đảo Tế Châu, khu vực được cho là hướng tấn công có khả năng nhất của hạm đội quân Nhật.

Nam biên đội bao gồm chi đội tuần dương hạm thứ hai với bốn tuần dương hạm hạng nhất, chi đội tuần dương hạm thứ mười bốn với bốn tuần dương hạm hạng nhẹ, cùng chi đội khu trục hạm thứ tư và thứ tám với mười một khu trục hạm.

Biên đội này chịu trách nhiệm bảo vệ các tàu vận tải đang tiến hành bốc dỡ hàng hóa ở Tây Vệ Phổ, đồng thời cảnh giới vùng biển Đông Nam của đảo Tế Châu.

Bốn biên đội này của hải quân chính quy do Tư lệnh hạm đội thứ năm Trần Nguyên Kiệt thống nhất chỉ huy. Các biên đội đều đã đến vị trí được chỉ định vào ban đêm, trong khi đó hạm đội quân Nhật cũng đang dần tiến gần đảo Tế Châu từ phía đông.

Trong các nhóm chiến đấu của quân Nhật, đi đầu là nhóm pháo kích. Nhóm này di chuyển từ bên ngoài cửa biển Tế Châu về phía tây, lao về phía vị trí pháo kích dự kiến gần bờ biển phía bắc đảo Tế Châu.

Thực tế, nhóm pháo kích của quân Nhật còn gánh vác một nhiệm vụ quan trọng hơn, đó là càn quét các chiến hạm cỡ nhỏ của Hoa Hạ trên đường đi.

Nếu gặp phải chiến hạm của phân hạm đội thứ năm, họ sẽ dẫn dụ nhóm chủ lực phía sau tiến lên, cùng nhau tiêu diệt rồi tiếp tục hoàn thành nhiệm vụ pháo kích sân bay.

Nhóm chủ lực của quân Nhật theo sau nhóm pháo kích, duy trì khoảng cách khoảng 30 hải lý.

Trong khi đó, nhóm vận tải của quân Nhật ở vị trí xa hơn về phía đông, chậm rãi tiến lên. họ sẽ chờ đến thời cơ thích hợp mới tiến ra để đổ bộ quân.

Trong quá trình di chuyển ban ngày, các nhóm chiến đấu của quân Nhật đều áp dụng lộ trình quanh co để tránh các cuộc không kích của quân đội chính quy. Về phần nhóm yểm trợ do Yamamoto Isoroku chỉ huy vẫn còn quanh quẩn ở vùng biển Đông Nam xa xôi của đảo Tế Châu, chuẩn bị tiến đến phạm vi tấn công của máy bay mang theo sau bình minh.

Đến nửa đêm, nhóm pháo kích đi đầu của quân Nhật dưới sự chỉ huy của Mạt Thứ Tín Đang đã đến vùng biển cách phía đông bắc đảo Trâu khoảng 20 hải lý. Lập tức, họ cho thủy phi cơ cất cánh, dự định trinh sát mục tiêu pháo kích và vùng biển ven đường trước khi giao chiến.

Một chiếc máy bay trinh sát vừa tiếp cận bờ biển Đông Bắc của đảo Tế Châu thì bất ngờ phát hiện phía dưới mặt biển xuất hiện một đội hình dày đặc các chiến hạm không rõ danh tính nhưng rõ ràng là của Hoa Hạ. Đó chính là Đông biên đội của quân đội chính quy đang di chuyển về phía đông.

Lại một lần nữa, trong đêm tối, trinh sát phát hiện hạm đội Nhật Bản. Lập tức, đối phương điều chỉnh hướng đi, nghênh diện tiến về phía hạm đội Hoa Hạ, rồi bất ngờ khai hỏa khi vừa đến vùng biển phía bắc đảo Trâu.

Lúc này, biên đội Đông thuộc quân đội chính quy vừa mới phát hiện trên đầu có tiếng máy bay "vo ve", thì ngay lập tức bị máy bay Nhật ném pháo sáng chiếu rõ thân ảnh. Ngay sau đó, ngư lôi và đạn pháo liên tiếp trút xuống.

Trong cơn hỗn loạn, các chiến hạm của quân đội chính quy như tàu chiến "Lư Xuyên", tuần dương hạm hạng nặng "Hà Bắc", khu trục hạm "Bột Di" và "Hoạt Hoài" lần lượt trúng ngư lôi.

Dưới sức công phá của ngư lôi Type 90 của Nhật, "Bột Di" và "Hoạt Hoài" chỉ trúng một quả là hết đường xoay xở.

"Hà Bắc" dù cũng chỉ trúng một lôi, nhưng vốn đã trọng thương trong trận đánh đêm vài ngày trước. Sau mấy ngày sửa chữa vội vàng mới miễn cưỡng ra trận, thân tàn ma dại, giờ lại bị thương nặng, rốt cục không chống đỡ nổi, giãy giụa một hồi rồi lật úp chìm xuống biển.

Tàu chiến "Lư Xuyên" thì lãnh đủ hai quả Type 90. Con tàu này vốn là một trong những chiến hạm cũ nhất của quân đội quốc phòng, thuộc sản phẩm kỹ thuật trước trận Jutland. Nhưng mấy năm trước, nó đã được nâng cấp hiện đại hóa, chủ yếu là cải thiện khả năng phòng thủ, bao gồm cả việc trang bị thêm hệ thống phòng ngư lôi.

Do đó, dù trúng lôi, "Lư Xuyên" tạm thời mất động lực nhưng vẫn cố gắng nổi trên mặt nước, vừa tự cứu vừa chờ đợi cơ hội chuyển mình.

Biên đội Đông thuộc quân đội chính quy hứng chịu đòn phủ đầu, chiến lực hao tổn hơn hai phần mười. May mắn thay, hạm đội đã sớm chuẩn bị cho giao chiến nên nhanh chóng trấn tĩnh lại, bắt đầu phản kích bằng hỏa lực mạnh mẽ.

Thế là, biên đội Đông và các pháo hạm Nhật Bản triển khai giao chiến ác liệt trong khoảng cách từ 4.000 đến 6.000 mét.

Sau một hồi giằng co, quân Nhật cũng có phần không chống đỡ nổi.

Bởi lẽ, dù thực lực bị hao tổn, hỏa lực của các chiến hạm còn lại của biên đội Đông vẫn vượt trội hơn hẳn đối phương. Hơn nữa, hai tàu chiến của Nhật cũng chỉ vừa mới sửa chữa vội vàng sau khi bị thương đã phải tham gia vào chiến dịch này, khó mà trụ vững lâu trong cuộc đọ sức.

Cuối cùng, nhận thấy tình hình bất lợi, quân Nhật chỉ huy các pháo hạm chuyển hướng Đông Bắc, tiến đến hội quân với chủ lực, còn biên đội Đông thuộc quân đội chính quy thì bám theo phía sau không buông.

Có thể nói, cả hai biên đội chiến hạm Hoa - Nhật đều tràn đầy tự tin khi tham chiến, bởi họ đều biết phía sau mình có viện binh hùng mạnh. Đương nhiên, cả hai bên cũng không hề hay biết đối phương cũng có chuẩn bị tương tự.

Hai biên đội cứ thế vừa đánh vừa đuổi, đi tiếp chừng nửa giờ thì tiến vào tầm bắn của chủ lực quân Nhật.

Sáu tàu chiến thuộc biên đội chiến đội số 1 và số 2 của Nhật bắt đầu pháo kích từ khoảng cách khoảng 10.000 mét. Các pháo hạm đang rút lui trước đó cũng dừng bước, quay đầu phối hợp cùng quân bạn oanh kích hạm đội Hoa Hạ.

Lúc này, biên đội Đông thuộc quân đội chính quy mới hiểu ra, thì ra địch nhân cũng giấu bài tương tự mình. Thế là, vừa đánh trả, họ vừa lập tức rút lui về phía tây.

Dù trong lúc giao chiến, các khu trục hạm của cả hai bên đều tung ra các đợt tấn công bằng ngư lôi, nhưng chiến sự vẫn chủ yếu tập trung vào cuộc đấu pháo giữa các chiến hạm.

Đây là lần đầu tiên hai tàu chiến lớp "Nagato" của Nhật Bản tham chiến. họ được xem là "Big Seven" mạnh nhất thời đại hiệp ước hải quân, mỗi chiếc trang bị tám khẩu pháo chính 410mm 45 caliber, không ngừng nhả đạn nặng hơn 1 tấn.

Sáu tàu chiến còn lại của Nhật cũng sở hữu tổng cộng sáu mươi sáu khẩu pháo chính 356mm 45 caliber, cùng với hai chiếc "Nagato" tạo thành một làn oanh tạc dữ dội vào các chiến hạm đối phương.

Ba chiếc chiến thuyền cấp "Tiểu Nhung" kia dù là quân đội chính quy, cũng chỉ có thể gắng gượng dùng ba mươi sáu họng pháo chính 381 ly với độ phóng đại gấp bốn mươi lần để đánh trả. So đi so lại, thế cục càng lúc càng trở nên tồi tệ.