空战在十点四十分打响，双方首先在第四舰队上空交战。
最初的时候，美军的优势比较明显，主要是特遣舰队的预警机没有跟上来。在前二十分钟里，特遣舰队的三个战斗机中队损失了近五十架，美军只损失了不到三十架，还一度向北扩大了防空范围。
到了十一点，战局发生逆转。
随着慢腾腾的舰载预警机到达战场北面三百多公里处，美军的优势没有了，而特遣舰队又取得了数量上的优势。
仅仅十分钟，第四舰队上空的美军战斗机就被击溃了。
这个时候，尼克松也发现了问题，即源源不断赶来的中国战斗机没有发起对海攻击，全部投入了空战。
战场转移到第三舰队北面两百公里时，美军的处境已经非常紧迫了。
所幸的是，尼克松已经把待命的四十架战斗机派了出去。
十一点半左右，战场情况再次发生转变。
八架从北面返航的美军侦察机在毫无阻拦的情况下，逼近了特遣舰队的预警机，而且突然发起攻击。等到附近的中国战斗机赶过来的时候，已有四架预警机被击落，其余的预警机也在紧急规避。
虽然八架美军战斗机迅速被击落，剩余的预警机也立即回归，并且得到了战斗机的近距离掩护，但是战场局势已经在这几分钟里发生了逆转，美军战斗机在预警机与防空战舰的联合指挥下，顶住了压力。
打到十一点四十五分的时候，美军已经在战果上取得了较为明显的优势。
毫无疑问，这是一场惨烈的消耗战。
十二点不到，在所剩燃油仅够飞往加油空域的情况下，特遣舰队的战斗机主动撤离，空战结束。
在这一个多小时的战斗中，双方都付出了极为惨重的代价。
尼克松在清点战损的时候，发现只剩下了不到三十架战斗机，而且其中十多架还有所损伤，非常勉强的降落到了航母上。“列克星敦”号航母在回收一架受损战斗机的时候，还出了事故，导致两架没来得及拖出降落区的战斗机被撞毁，一名飞行员丧生，数名航空勤务人员伤亡，航母则暂时停止航空作业。所幸的是，这三架战斗机上的燃油都所剩无几，没有酿成灾难。
事实上，特遣舰队的损失也不小。
根据牧浩洋亲自书写的战报，特遣舰队在这场战斗中损失了一百七十四架战斗机，其中一百六十二架在美军舰队附近被击落，十二架在返航途中坠毁，其中八架是在与加油机会合前燃油耗尽而坠毁。
战后，很多人都认为，牧浩洋错过了重创第三舰队的绝佳机会。
在这些人看来，如果牧浩洋采用传统战术，即只出动少量护航战斗机，让其他战斗机执行攻击任务，会取得更大的战果，而且损失会小得多。
显然，这种说法根本站不住脚，因为以当时的情况，攻击机群根本不可能取得突破，甚至没有机会在远处用反舰导弹发起攻击。数量有限的护航战斗机根本夺取不了制空权，也就无法掩护攻击机群。真要采用传统战术的话，特遣舰队得把所有战斗机都派出去，损失的就不仅仅是一百七十四架战斗机了。
当然，第三舰队也在这场战斗中拼光了资本。
留给尼克松的选择只有一个：立即撤退。
十二点十五分，尼克松就给五角大楼发了一封战报，宣称遭到中国海军猛烈攻击，已损失全部舰载战斗机，要求立即撤离战场。
为了引起五角大楼重视，尼克松格外提到，中国空军很有可能发起攻击。
显然，这不是开玩笑的小事。
如果第三舰队没有防空战斗机掩护，中国空军又动用了大批轰炸机，那么第三舰队留下来就是等死。
十二点半，五角大楼回电，同意第三舰队撤离战场，但是要求第三舰队留下部分战舰掩护第四舰队。更重要的是，电报中明确命令，第三舰队撤往迪戈加西亚附近，准备在二十七日夜间接收补充的战斗机。
当时，美国海军还有三个中队的舰载战斗机没有调动，此外美国陆战队也能提供六个中队的舰载战斗机。这些战斗机在二十六日夜间就已出发，在横跨大西洋之后，已在二十七日上午抵达吉布提。
也就在这个时候，发生了尼克松最不想见到的事情。
十二点四十分，首先是刚刚到达第四舰队的驱逐舰发来报告，“美国”号与“企业”号航母几乎同时遭到突然袭击，初步判明为中国潜艇发动的偷袭，两艘航母均被多条重型鱼雷击中。
这份报告很不完整，其中既没有提到遭到多少艘潜艇袭击，也没有提到两艘航母的受损情况。
五分钟后，尼克松出动了八架舰载反潜巡逻机。
根据中国海军的战报，当时袭击第四舰队的只有一艘潜艇，而且是一艘“黄貂鱼”级全电动潜艇。
这艘潜艇隶属于西印度洋舰队，战争爆发的时候，已经在海上巡逻了二十多天，于十一月初返回瓜达尔港，并且在十一月十日再次出港巡逻，主要在阿拉伯海活动，担任巡逻警戒任务。当时，西印度洋舰队的大部分潜艇都去了亚丁湾，伏击从吉布提到迪戈加西亚航线上的美军舰船。只是在很长一段时间内，第四舰队都在亚丁湾活动，所以这些潜艇没有收到明显战果。直到第四舰队离开亚丁湾之后，才有几艘前往迪戈加西亚的美国船只被击沉，其中包括一艘运载四套战区防空系统的集装箱货轮。与其他潜艇不同，这艘被名为“刺魟”号的潜艇没有去亚丁湾，而是在十一月二十三日南下，转移到了马尔代夫群岛北面，两天后又继续向南航行。按照计划，它应该前往牧浩洋安排的第二道潜艇警戒线上巡逻，但是因为在马尔代夫群岛北面待的时间太长，没能及时赶过去。到二十六日夜间，才到达马尔代夫群岛南面。
也就是说，在十多个小时前，它离第四舰队只有大约三百公里。
这些阴差阳错的事情，让“刺魟”号撞了大运。
攻击第四舰队的时候，“刺魟”号首先向较近处的“企业”号发射了六条鱼雷，只是把鱼雷的航速都设定为四十五节，然后向较远处的“美国”号发射了六条鱼雷，把航速设定为六十节。
通过精确设定航速，两批鱼雷几乎同时击中目标。
结果就是，如此突然、而且猛烈的袭击，让美军驱逐舰昏头转向，一时竟然搞不清楚遭到多少艘潜艇袭击。
事实上，当时在战场附近的中国潜艇，就只有“刺魟”号。
别忘了，牧浩洋早就把能安排的潜艇都派去执行警戒任务了，而伴随特遣舰队活动的潜艇至少要到二十八日夜间才能赶到第四舰队所在海域。如果有潜艇可派，牧浩洋根本不用考虑发动第二次打击。
只是，美军舰队的灾难并没结束。
“刺魟”号发动攻击的地点不是在第四舰队北面，而是在第四舰队南面。
原因很简单，“刺魟”号在夜间逼近第四舰队的时候，美军正在竭力搜救落水官兵，而且首先营救跳伞飞行员。这些飞行员，大多落在了第四舰队北面，结果就是大批美军倾斜旋转翼飞机与直升机集中在第四舰队北面活动。对“刺魟”号来说，就好像美军在第四舰队北面进行反潜巡逻一样。
结果就是，“刺魟”号不敢从北面接近，而是非常耐心的机动到了南面。
如此一来，“刺魟”号位于第三舰队与第四舰队之间。
可悲的是，混乱之中，美军驱逐舰竟然没有判断出鱼雷的来袭方向。
这也可以理解，因为“刺魟”号发射的两批鱼雷，都没有以最快速度航行，而且全电动鱼雷没有航迹。更重要的是，“美国”号与“企业”号都已瘫痪，所以攻击这两艘航母的鱼雷都采用了底爆方式，即在战舰的龙骨下方引爆，而不是撞击舰体水下部位，因此无法通过爆炸点来判断鱼雷的来袭方向。
总而言之，美军驱逐舰认为潜艇在第四舰队北面。
更巧的是，也就在这个时候艘在二十六日夜间赶往第四舰队的驱逐舰，正好在返回第三舰队途中。
“刺魟”号完成攻击之后，没有去对付在鱼雷射程之外的“小鹰”号，而是跟在那四艘美军驱逐舰后面向南航行。直觉告诉潜艇艇长，在南面不远处，还有一个更大的战果，等待他去摘取。
有趣的是，南下的四艘美军驱逐舰，都没有发现尾随其后的潜艇。
一是驱逐舰的航速太快了，很多反潜探测手段都用不上。二是驱逐舰上挤满了惊慌失措的官兵，很难正常进行航空作业。三是这四艘驱逐舰的舰长也认为潜艇在第四舰队北面，因此不太在意。
结果就是，“刺魟”号在没有受到任何威胁的情况下，悄悄逼近了第三舰队。
此时，尼克松还在竭力挽救第四舰队，或者说设法阻止中国潜艇南下，确保第三舰队能及时撤离。
他哪里知道，“刺魟”号即将钻进第三舰队的肚皮里面，上演一出大闹天宫的好戏。