中国战机发动攻击的同时，以052c导弹驱逐舰为首的中国舰队也开始发动对越南舰队的毁灭性打击。“鹰击-83”等各种反舰导弹如飞蝗般扑向陷于绝境的越南舰队，“宋级”和“元级”潜艇的各种线导、声导和尾流自导鱼雷也突破越南舰队的防护网，从水下对越南海军舰队展开强攻。

越南舰队根本承受不住中国海空军的立体打击，阵阵密集的爆炸声在海面上响起，大洋深处，四艘越南旧式潜艇相继遭到533mm鱼雷的攻击，艇体当即炸成两断，和越南潜艇兵一起沉入漆黑的海底。

越南海军的“猎豹”级护卫舰启动“棕榈树”弹炮合一防空系统和30毫米ak-630近防炮，疯狂拦截中国战机和舰艇发射的反舰导弹，与此同时，它们向中国舰队发射了数枚kh-35“天王星”反舰导弹、鱼雷和深海反潜火箭弹。其他舰艇，包括“毒蜘蛛”导弹艇和“别佳”级火炮护卫舰在内的多艘军舰，也孤注一掷地向中国舰队进行垂死攻击。

为了解救濒于毁灭的越南舰队，越南军方以仅剩的几架苏-27为主力，率领十几架苏-22再度飞临d岛上空，以自杀式攻击缠住中国战机，6架苏-30mkv2则乘机用kh-31a空舰导弹突袭中国舰队。但缺少战场信息和指挥能力的越南海空军，根本不能与中国舰队相抗衡，加上制空权早已丧失，越南军方的垂死反扑并没有收到预期的效果。

kh-31a空舰导弹和kh-35反舰导弹很快遭到中国舰艇上的“海红旗-9”防空导弹的拦截，导弹和导弹在空中撞击成绚烂的流星雨；少数躲过“海红旗-9”防空导弹的反舰导弹，又遭到中国fl-3000n舰艇近防导弹系统的截击，宛如撞上一道绵密而坚固的盾牌，纷纷爆毁。

fl-3000n舰艇近防导弹系统是各类反舰导弹的克星，有被动雷达与红外成像两种制导模式，具备发射后锁定目标的能力。导弹速度高、重量轻、反应快速、制导精度高，能够有效拦截各种超音速和亚音速掠海飞行的反舰导弹，可以对付海上、空中和陆地对舰艇发起的饱和攻击。fl-3000n以其优异的反导能力构成保卫舰艇安全的最后一道坚固屏障，成为各型舰艇梦寐以求的护身利剑。它的成功列装，把中国海军的战斗力提高了几倍。

在这场海战中，表现最抢眼的就是数艘中国022型双船体导弹艇，它的航速高达50节，耐波浪性能好，而且每艘艇上配备有8枚“鹰击-83”反舰导弹。数艘022导弹艇快速前出攻击，就像一群咆哮的狼群，连美国强大的航母战斗群也视它们如梦魇，何况越南这些三流的海军舰队？

越南海军舰队遭到重创，除了两艘俄制636型“基洛”级潜艇成功逃逸外，其它舰艇悉数沉没。