一艘中国巡洋舰永丰号的锅炉舱被击中，严重受创，在里面的所有舰员阵亡。很快又一艘巡洋舰永建号的烟囱被击倒，接着右舷的鱼雷发射管也被击中，引爆了里面准备发射的鱼雷，造成了广泛而致命的伤害。这艘驱逐舰的副舰长当场阵亡，两座炮塔卡住了不能射击，同时开始下沉。
这时又有一艘中国巡洋舰鹰虎号的后机舱被击中，喷出的高热蒸汽将舰员赶了出去。鱼雷紧锁装置因剧烈的震动而松开，鱼雷毫无用处的掉进了海里。另一发炮弹击中了舰尾，引爆了数枚炮弹，使得这艘驱逐舰着起了大火。
夜幕降临之前，奄美岛东面的中国分舰队终于赶了过来，使得中国舰队在数量上的劣势得到弥补。于是，战斗愈加激烈。中日双方都派出飞机参战，不过中国军舰一早就有防空火炮，日军飞机在性能上本来就不如中国飞机，所以收效甚微。而经过1915年的教训，日军的军舰上也加载了大量防空火炮，中国飞行员只能拉高高度来攻击日舰，加之此前袭击那霸时消耗了大量飞机燃油，因此收获也不大。倒是中国有明显优势的潜水艇部队，在大迂回之后，绕道日军主力舰后方，袭击了日军的补给船，造成大量的日军油料和弹药损失。
中华号战列舰仗着船坚炮利，