空3师7团出动24架米格-15，于15点04分从安东浪头机场起飞，计划于15点20分飞到大和岛东北25公里处的身弥岛上空，执行高空掩护任务。
空战英雄刘玉堤也发现了异常：“轰炸机提前了4分钟抵达（注：减速争取回一分钟），战友们起飞后都没有编队，起飞后直接向大和岛方向追去。”
美军早已获得了这次行动的情报，在轰炸机起飞20分钟后，派出了31架F-86，提前埋伏在我军的航线上。对于美军来说，也是一次冒险，交战地点已经到了F-86作战半径的极限，只能坚持几分钟的空战。
9架图2，由原来的品字形编队临时改为纵向跟进编队。
拉-11和图-2经龙岩浦出海，等待已久的、燃油告急的美机发现了我军战机，纷纷发动了攻击。
轰炸机机组看到冲过来的飞机，开始大家还以为米格15赶来了。带队长高月明回忆道：
“编队刚出海就看到4架飞机朝我们飞过来，由于海上湿度大，燃油燃烧不充分，后面拖着浓烟，因此看得不是很清楚。”
“我们飞过浪头机场的时候，看到米格-15正在起飞，以为是友机。等4架飞机飞近，一个大角度爬升到了1500米，并朝我们开火，我才意识到是敌机。”
“我向指挥所报告：发现敌机！但是指挥所不太敢相信，回答：是不是我们的飞机，不要搞错了。”
驾驶拉-11的王天保也看到了这一幕：“敌机在左前方，白花花的一片，我一眼就数出了四五架。他们迅速接近轰炸机，大角度爬升后俯冲攻击。”
竟然全是美军最先进的F-86喷气式战斗机，足足31架！
要知道当时美空军、海军、陆战队都有飞机，但机型混杂，即有老式的螺旋桨p51野马，也有喷气式F80流星、F84雷电等等，但能与米格15势均力敌的还是后掠翼喷气式F-86。
1951年12月以前美军在远东只有一个联队配备约90架F-86，一半驻防日本，朝鲜半岛只有40多架，此时能够一次云集31架，可以说是倾巢出动。
在美机第一次攻击中，轰炸机3中队左右僚机宋凤生和梁志坚机组就被击落。看到战友牺牲，大家才反应过来，纷纷开始还击，然而唯一能与F-86抗衡的米格-15还没有到位。
面对数量、性能均占优势之敌，护航的拉-11当即投入了与敌机的殊死搏斗，横杀竖挡、左攻右打，拼死保护轰炸机。
拉-11毕竟是末代螺旋桨战斗机，与喷气机有代差，在速度、升限、攻击力等方面，跟F86完全不在一个层次，战斗十分艰苦。护航的拉-11拼尽全力，与性能远胜于己的敌机周旋。
吴清江是1中队左僚机图-2领航员，他回忆起战斗刚打响时的情景：“当时我正准备瞄准大和岛上的灯塔，美机突然出现，在编队中穿梭射击。”
“我回头看到，3中队右僚机图-2的左发已经着火了，射击员王登龙准备跳伞，已经爬出机舱一半了。”
美机完成第一次攻击后，迅速转向，开始了第二次攻击。尽管被打得措手不及，高月明命令一定要保持队形，不要被冲散，并组织火力反击，继续朝大和岛飞去。
只有保持队形才能发射出密集的自卫火力，美军一位飞行员回忆道：“那些中国轰炸机越打越紧，冲不散他们的编队。”
3中队仅存的长机也伤痕累累，座舱被打得千疮百孔。通信长刘绍基在面部受伤的情况下，仍然坚持还击，击落了一架F-86。
副大队长王天保创造了世界空战史上空前绝后的纪录。
当美国战机向轰炸机俯冲攻击时，他不要命地迎头冲上去与其展开了近战决斗。王天保聪明极了，他的螺旋桨飞机对比喷气式只有一个优点，速度慢，带来的好处是转弯半径小。王天保就利用这个优点，在十多架围攻自己的敌机中不停地切半径转圆圈，成群的美国飞行员眼睁睁地看着这个狡猾的中国飞行员无计可施。
美军的F-86喷气式飞机虽然速度快，但刚一冲上去，王天保就开着拉-11转个圆圈躲开了。不但如此，他还绕到背后用机炮猛啄F-86的屁股！
在这场圆圈大战中，王天保创造了世界空战史上的奇迹。
在与十余架敌机搏斗过程中，他先后六次开炮，最近的射击距离竟只有一百米！他竟先后击落击伤四架领先于拉-11整整一代的F-86！这也是世界空战史上以活塞式歼击机对付喷气式战斗机的最高空战纪录。
在王天保的周围，他的战友也在与敌血战，十几架拉-11纷纷用自己的身躯，挡住射向轰炸机的子弹……
由于双方战机性能差距太大，空二师飞行员周宗汉、何岳新、于长新接连牺牲，三架拉-11栽向大海。
剩下的飞行员眼睛全红了，拼尽全力与敌机缠战在一起，试图掩护又慢又笨、身躯庞大的轰炸机，大队长徐怀堂、飞行员王勇、刘连生也击落击伤了三架F-86。拉-11没有吃什么大亏，轰炸机就惨了。
张孚淡的06号机左右双发都被击起火，这架英勇的中国战机，在浓烟烈火中仍在喷吐火舌拼死反击。
宋凤声的09号机拖着长长的火焰，不顾四架F-86的轮番射击，仍然紧紧跟着编队冲向大和岛。
梁志坚的10号机两翼被打得筛子一般，也在顽强跟队，保持着队形。
邢高科08号机的后舱盖被蜂拥而来的敌机打得粉碎，血葫芦一般的通信长刘绍基，冲上去接过重伤的射击长吴良功，操起糊满鲜血的航炮一阵猛轰，一架F-86被打得在空中慢动作似的翻了一个跟头，接着就凌空爆炸，那个美国飞行员连跳伞都没来得及就被炸成了碎片。
刘绍基创造了活塞式轰炸机击落喷气式战斗机的先例。
三分钟后，顽强拼搏的06号机终于难以支撑，凌空爆炸，张孚淡等四名中国飞行员壮烈牺牲，英魂永归蓝天。
09号机也支撑不住了，火焰已经蔓延至座舱，机长宋凤声神情坚定：“你们快跳伞，我留下来完成任务。”飞行员们岂能临阵退缩，领航员、射击员和通信员在烈焰中镇定自若：“活一起活，死一起死。”
宋凤声情急之下猛然飞起一脚，将领航员陈海泉踢出火光四溅的座舱。就在此刻，他的座机在空中瞬间爆炸，化作无数铝片四散飞舞。陈海泉身受重伤，却成为四架被击落的轰炸机上，16名飞行员中唯一的幸存者。
随后，梁志坚驾驶的10号机，如同一颗流星坠入大海，四名机组成员英勇赴死，坚持到最后一刻，与战鹰一同殉国。剩下的六架满载伤痕的战鹰忍受着悲痛，顽强抵挡敌人四十余次进攻，最终冲破重围，飞临大和岛上空。
美国飞行员慌了，十多架F-86战机围攻着已经重伤的毕武斌驾驶的04号机，猛烈攻击。毕武斌一边奋力闪避，一边指挥射击员和通信员开火还击，但无人回应——两人已经牺牲。编队长机高月明眼睁睁看着零四号机如同一把燃烧的火炬，焦急万分，眼睛都急红了：“零四号，零四号，赶快跳伞，赶快跳伞！”
耳机里，高月明只听到了两句话。
毕武斌先是极为镇定地低声说道：“我的炸弹还没投呢。”
高月明后来回忆时泪流满面：“他的声音仿佛是在自言自语。”
随后，毕武斌高声喊道：“战友们，再见了！”这一声悲壮的呼喊传遍了整个编队。
随后，他毅然推下驾驶杆，驾驶着烈焰燃烧的战机，携带九颗重磅炸弹，直接撞向大和岛上的敌军目标区，用自己的生命完成了最后的任务……
9分钟的空战，空八师轰炸机编队前赴后继，赴汤蹈火，血染长空。
“大和岛神鹰陨落，空中英雄现董存瑞。”这是战友们后来为他撰写的挽联。毕武斌是中国空军史上首位驾机撞敌的轰炸机飞行员。
剩余的五架杜-2轰炸机上的中国飞行员们，抹去脸上的泪水，将所有的炸弹尽数投向敌军……
这次轰炸的目标是大和岛上的灯塔区域3个敌人驻扎的院落，位于岛的西南角，面积约为50*100米，在作战文书中记载为“轰炸大和岛的灯塔指挥所”。尽管在9分钟的空战中，轰炸机群在不利的条件下奋勇作战，并坚持完成了投弹任务，但从结果看，难言是一次成功的轰炸。
当空三师的二十四架米格-15赶到战场时，油箱告急的敌机，早已撤离。大队长牟敦康紧贴海面驾机搜寻跳伞的轰炸机战友。海面上水花四溅，为了营救战友，牟敦康不幸坠海，英勇牺牲。
当轰炸机部队返航时，只有5架伤痕累累的图-2降落，出击的36人只回来了20人，还有一人跳伞获救。
在这场战斗中，志愿军空军共击落美军3架F-86战斗机，另有5架被击伤；志愿军方面，4架图-2被击落，4架受伤，3架拉-11被击落，1架米格-15失踪，共有19位英勇将士壮烈牺牲。
虽然空军第三次轰炸大和岛遭遇挫折，第五十军军长曾泽生并没有气馁，仍命令部队按原计划发起攻击。第一四八师442团第1营和第3营于当晚乘船疾驶，迅速登岛，经过几十分钟战斗，歼敌249人，攻占了大、小和岛，彻底捣毁了美韩军情报部队的巢穴。
从此，中朝边境的安东市和平安北道的安全得到了保证，志愿军部队在前线作战再也没有后顾之忧。
由于战前泄密、时间规划失误、空中协调不到位，给我军造成了不必要的伤亡，需要好好总结反思。另外美军敢于在作战半径极限拦截，取得了巨大的战果，展现了精湛的技术。在那些攻击中国轰炸机的美国飞行员中，便包括美国着名的空中英雄乔治·A.戴维斯，他个人战绩中还曾击落过三架杜-2轰炸机。
不久后，中国空中英雄张积慧在朝鲜博川上空展开激战，以血偿血，成功击落戴维斯及其僚机飞行员，替轰炸机战友们报了仇！
