为了应战即将来犯的日军，济州岛周边的国防军海军在进行准备时，把舰队大体分成了四个部分，并且把北部海面列为了重点防御的区域。
其中在当日从舟山方向赶来的，来自于第三分舰队的各舰，以两艘航空母舰为各自核心，组成了两个相对独立的战斗群，彼此保持着数海里的间距。
这两个战斗群统称为“西编队”，在当日的夜间被安排于济州岛以西偏南约100海里的海面待机，准备等到天明后再向东移动，以加强这一区域内的空中战力。
另一支从胶州那边过来的，原属第一分舰队的战舰编队，以四艘战列舰为核心，被称作“北编队”。
该编队被要求把同行的运输船队护送至西归浦后迅速北上，移至济州岛北边海面，巡防两处机场和济州港的外围海域。
原济州岛的第五分舰队则被分作两个集群，分别是“东编队”和“南编队”。
东编队内编有战列舰第三支队，巡洋舰第三支队，以及驱逐舰第二和第十二支队，共有战列舰四艘、一等巡洋舰三艘和十二艘驱逐舰。
该编队正如其名所示，担负着济州岛东北海面的巡视任务，而这一区域则被认为是日军舰队最有可能来袭的方向。
南编队包括巡洋舰第二支队的四艘一等巡洋舰，巡洋舰第十四支队的四艘轻巡洋舰，驱逐舰第四和第八支队的十一艘驱逐舰。
编队负责保护正在西归浦从事卸载作业的运输船，并且对济州岛东南海面进行警戒。
国防军海军这四支编队，由第五分舰队司令官陈沅杰统一指挥，各编队于入夜时皆陆续到达了各自指定的位置，而此时日军舰队也正从东面逐渐逼近了济州岛。
在日军各战斗群中，行进在最前方的是炮击群，该战斗群从济州海峡东口外朝西驶来，扑向位于济州岛北岸附近的预定炮击阵位。
其实，日军的炮击群还担负着一项更为重要的任务，就是要沿途扫荡所遇到的华夏小型舰只。
若碰上的是对方第五分舰队的主力舰，则将之引至后面跟进的主力群面前，并与后者一道将其消灭，随后再继续完成对机场的炮击。
而跟在炮击群身后的日军主力群，与前者保持着约30余海里的间距。
日军输送群则位于东面更远的海面上缓慢的前行着，要等到合适的时机到来后，再前出送部队上岸。
日军各战斗群在白天的航行中，为了躲避国防军的空袭都采取了迂回的行进线路，至于山本五十六率领的掩护群尚徘徊于济州岛东南远海，准备在天明后才会前进至舰载机攻击的距离。
将到午夜时，日军一马当先的炮击群在末次信正的指挥下，航至牛岛东北方向近20海里的海域，随即放出了舰上的水上飞机，打算对炮击的目标和沿途海面进行战前侦察。
其中一架日机在刚刚接近济州岛东北海岸时，突然观察到其下方的海面上，出现了成群的不明身份但显然是华夏的舰只，而这正是向东航行中的国防军东编队。
又一次在夜晚中抢先发现对手的日军舰队，当即调整了航向，朝着华夏舰队迎面驶来，并在航至牛岛正北海面时率先发起了攻击。
此时的国防军东编队，才刚发觉头顶上似有飞机的“嗡嗡”声，便被日机投下的照明弹照亮了身影，随之接踵而至的便是鱼雷和炮弹。
混乱之中，国防军的“卢令”号战列舰，“河北”号重巡洋舰，“猼訑”号和“猾褢”号驱逐舰先后被鱼雷击中。
在日军九零式鱼雷的破坏力下，“猼訑”号和“猾褢”号皆是只命中了一雷，便了却了生机。
“河北”号虽然也只中了一雷，但该舰在几天前的夜战中已受了重伤，经过连日的抢修这才勉强披挂上阵，这样的躯体此刻再遭重创终于难以支撑，在挣扎了一阵子后还是倾覆沉没了。
“卢令”号战列舰则被两枚九零式击中，该舰作为国防军现役最旧的主力舰之一，属于日德兰海战之前的技术产物，但在几年前接受了以改善防护为主的现代化改造，其中就包括了增设鱼雷防御系统。
因此该舰在中雷后，虽然暂时失去了动力，不过仍能坚持漂浮在水面，在努力自救中等待转机。
国防军东编队突遇迎头重击，战力折损超过两成，但好在舰队早已对即将的战斗有所准备，很快就缓过神来，开始以猛烈的炮火进行反击。
于是东编队与日军炮击群，在4,000至6,000米左右的距离上展开了激烈交火。
这样的战斗持续了一阵子后，日军就有些顶不住了。
因为东编队尽管实力受损，但剩余舰只的火力仍明显优于敌方，而且日军的两艘战列舰也是受伤后经过抢修才参加此次行动的，实难在打击中久撑。
于是末次信正接下来的选择，便是指挥炮击群转向东北，前去与己方的主力群会合，国防军东编队则在后面紧追不舍。
若说华日这两支战舰编队，在行动中都满怀着自信，因为他们都知道自己的身后藏有实力强大的援军，当然同样也都不清楚对方其实也留着后手。
两支编队就这样一前一后的边打边走，行进了约半个小时后，终于进入到了日军主力群的射程范围。
随着日军第1战队和第2战队的六艘战列舰，开始了从约10,000米的距离上进行的炮击，原本后撤中的炮击群也停下脚步，转头配合友军一同轰击华夏舰队。
国防军东编队这时才明白，原来敌人也藏有和己方类似的套路，于是一面还击一面立刻朝着西边退却。
尽管在双方的交火中，夹杂着彼此驱逐舰发起的鱼雷突击，但战斗仍主要集中在两边主力舰之间的炮战上。
这是日军两艘“长门”级战列舰的首度参战，作为世界海军条约时代最强的“big9”之二，两舰的十六门45倍径410毫米主炮，不断咆哮着射出超过1吨重的弹丸。
日军的其余六艘战列舰，也拥有共计六十六门45倍径356毫米主炮，与两艘“长门”级一道猛烈的轰击着对方战舰。
而国防军的三艘“小戎”级战列舰，则只能尽力的以其三十六门40倍径381毫米主炮进行着还击，相形见绌之中，局面变得越来越糟糕。