9月16日下午13时，日本海上自卫队以“出云”号为首的舰队浩浩荡荡出动，前往钓鱼岛附近海面。中国海军除了东海舰队外，南海舰队和北海舰队也派出舰艇前来助战。双方超过100艘的舰艇捉对厮杀，海面之上谁也看不见谁，只见导弹拖着长长的尾烟满天飞。一枚枚鹰击83导弹(C-803)掠过海面，飞向各自目标，迎头而来的是日本的“鱼叉导弹”。由于鹰击83导弹射程至少达到200公里，远超“鱼叉”导弹的150公里射程，所以中国海军采取打了就跑的战术，使日方发射的导弹大多因燃料耗尽落入海中。即使有个别漏网导弹，也在中方中近程防空火力的拦截下被摧毁。反观日方，尽管其标准三导弹也拦截了相当数量的鹰击83反舰导弹，也通过电子干扰手段使几枚中国导弹失的，但奈何中方使用的是饱和式攻击，从导弹护卫舰、驱逐舰、飞豹战机和022导弹快艇不同平台、不同方位同时发射导弹，任是美军航母编队也难以抵挡。执行这一打击任务的先锋就是022隐形导弹快艇编队，凭着45节的时速，数十艘022快艇快速运动至导弹射程内，随着编队司令员一声令下，至少200枚C-803导弹被同时发射出去(在日舰的雷达银屏上，看到的却是30吨级渔船回波，极具欺骗性)，然后迅速返回，对手的标准三导弹很快消耗殆尽，大难临头。这是一场一边倒的海战，刚一接触不久，日军的“出云”号准航母、2013年10月在西太平洋连续干扰中国海军演习3天3夜、被中国海军痛恨的日本107号导弹驱逐舰及3艘补给船就被击沉。但日军的潜艇则将中国海军巨大的、行动较慢的“昆仑山”号两栖舰重创，迫使其在钓鱼岛坐滩。眼看日军要吃大亏，在一旁观战的美军太平洋舰队立即开赴战区，先是战机飞来威胁，然后“华盛顿”号航母首当其冲，美军云集亚太的其他5艘航母编队也同时开来，硬是插入双方中间，意在阻止冲突进一步扩大。中方借“昆仑山”号舰坐滩的机会，派出海军陆战队登岛。海军陆战队官兵在钓鱼岛高华峰上，展开了一面中国国旗，随军记者拍下了这一历史性画面。
中方鉴于惩罚日本目的达到，为了不同美国闹翻，宣布暂时停火，以观后效。日本却不依不饶，宣布全国总动员，将封存的驱逐舰、护卫舰、潜艇全部重新服役。一周之内，150万受过训练的日本人进入日本各部队。日本国会修宪获得通过，日本废除了那个早已形同虚设第九条。日本国内掀起反华高潮，很多中国留学生受到围攻，中国企业被暴徒烧毁比比皆是。日本国内要求反击中国的呼声高涨，但因日本的军事基地大多被毁，卫星也被中国击毁，剩余的飞机难以起飞，军港设施多半被毁，军舰无法靠港补给维修。日本政府上下现在才明白，中国真的不是60多年前的中国，更不是清政府。中国打击能力如此强悍，实出乎许多日本人的预料，况且，中国才动用了其庞大军力的一部分。全面对华宣战，日本一时心有余而力不足。美国老大也不愿卷入，日本蓄意在黄海海战120周年之际挑起的钓鱼岛之战的苦果，也只有自己品尝了。在汹涌的民意下，安倍黯然下台。主张和平合作的公民党上台执政。
