骤然飞临交战中的袁锋舰队和贝蒂舰队上空的，正是中国海军第三航空舰队第102陆基联队的49架“海炎雷”重型陆攻，其中17架为水平轰炸机，32架为鱼雷机，另有5架不带弹的“海炎雷侦”呈疏散扇面在前引导。
这批陆攻来的正是时候，掩护贝蒂舰队的“骆驼”战斗机队已经被来自华军机动部队的“海云电”舰战队击溃，而排成炮战纵队的舰队也难以组织起有效的防空火网----通过无线电确认敌我后，陆攻机群在高空绕了半圈，迅即分为高空和低空两股，由袁锋舰队一侧进入，集中攻击拖后的托马斯第五战列舰分队。
位于分队最末位置的“厌战”号在之前短暂的炮战中连吃了7发350毫米巨弹，虽然要害未受损，上层建筑后部却燃起大火，随风拖曳的长长黑烟带令它成为了海面上最醒目的靶标。
102联队第657中队的8架水平轰炸机最先从1000公尺高度掠过“厌战”号上空，依次投下总共64枚100公斤级炸弹，先是1弹命中“厌战”左舷中部，炸毁一门3英寸高射炮，继而又一弹击中“厌战”上层建筑后部，将一座双联装维克斯高射机枪掀飞到五六十公尺空中----
紧跟着，659中队的7架鱼雷机迂回下降到十多公尺低空，紧贴海面突向“厌战”左舷。在500公尺内以面积射击法同时投下鱼雷，“厌战”号虽然急剧转舵规避，以至舰体向右舷大角度倾斜，却还是无法全部规避呈大角度扇面袭来地7条鱼雷。
13时24分，“厌战”舰尾中雷，高大的水柱散去后。这条两万七千多吨的超无畏战舰开始不由自主地以顺时针方向转起圈来----剧烈的水下爆炸不但令“厌战”尾舱大量进水，更导致主舵卡死。无法操舰，只能原地打转。
这种极富娱乐性的圆圈舞吸引了更多华军飞机的注意，接踵而至地是661中队的6架鱼雷机，它们几乎没有受到任何妨碍地投下了全部鱼雷，1条直接命中“厌战”右舷前部。在水线下炸开了一个直径两公尺多地大洞，两分钟后另1条鱼雷命中“厌战”左舷后部，导致舰尾加速下沉。
短短五六分钟内，“厌战”进水3000余吨，舰尾上甲板逼近水面，航速骤减至18节。但华军空袭队并未就此放过它，鉴于林加延海战中与其同级的“马来亚”号先后中雷4条却还是成功逃脱，大约是抱着除恶务尽的想法，659中队的8架鱼雷机还是从两个方向包抄了过来，两分钟内，8条鱼雷交错投下，接连激起4道五六十公尺高的水柱----道在左舷，1道在右舷。左舷中部被炸开地巨大破口直接导致“厌战”锅炉舱浸水，熄火停航。全舰停电，排注水装置失效，巨大的战舰完全失去平衡，迅速向左舷倾斜。
13时55分，被第一条鱼雷击中后仅半小时，“厌战”庞大的舰体向左舷后方倾覆，很快，被打坏的舰艏高高翘出海面，又像是被什么强大的力量向下一“吸”，在大股的白沫包围下重重地“缩入”水中。眨眼间。海面上只剩下一个卷挟着油污、杂物和人体地巨大漩涡……
位于“厌战”之前的“巴勒姆”号则先是遭到658中队的9架水平轰炸机从不到1000公尺高度覆盖投弹，连中2弹。烟囱受损，1座3英寸高射炮被毁，旋即又被662中队的9架鱼雷机盯上，这9架鱼雷机以3机为1小队，分批发动攻击，在“巴勒姆”的剧烈机动规避前，第1批投下的3条鱼雷无一命中，第2批立即修正航向，冒着弹雨逼近到两三百公尺距离投雷，以两机被毁的代价，终于命中舰艏左舷1雷，“巴勒姆”号顿时舰艏下沉，航速骤减，第3批趁势跟进突击，又一雷击中“巴勒姆”左舷后部。