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日海军反击舰队，首先被美海军声纳发现。但是在爪哇海没有日军的航母战斗群，遭到日军潜艇袭击属于正常范围，因此美军舰队司令官没有引起足够的重视。当看见日海军的反击舰队，如狼似虎、孤注一掷扑上来，美国人才如梦方醒，原来日本海军选择了违反常识的战法。
美海军虽然有大量战舰，但是绝大多数都是驱除舰和护卫舰，另外还有大批运输舰，并搭载登陆部队。如果单纯海战，战列舰、巡洋舰绝对是驱除舰和护卫舰的克星。这次美海军在第2登陆舰队里同样有六艘大型战舰，可是这些战舰十分分散。在第一时间，费城号战列舰遭到重创、很快退出舰队序列，影响了右翼的安全。. com
因此眼下在右翼海域，面对日军战舰的绝地反击，美海军庞大的舰队，暂时在这一侧没有一艘大型战舰。日军战舰高速冲杀上来，美军的驱除舰和护卫舰上前堵截。如果让日舰冲入舰队核心，搭载登陆部队的运输舰将遭到致命打击。伴随日军巨大的舰炮轰鸣，美舰队司令官如梦方醒很快也意识到日军的企图。
美军舰队司令官果断下达了命令，所有搭载登陆部队的运输舰向后撤退，所有战舰迎敌。美军舰队司令官决定消灭日海军的反击舰队。一开始迎敌的美军几艘驱除舰和护卫舰遭到猛烈炮击，难以招架。好在空军及时支援上来，暂时缓解被动的局面。
日军舰队没有选择撤退，面对美军的战机，舰队防空炮火十分密集对空。此时美军是立体作战，日军是平面作战，可是日军依然顽强向前冲击。日军战舰孤注一掷的打法，造成美军舰队再次混乱，一艘美军的护卫舰首先表演恐怖场面，一发305毫米日军舰炮炮弹，击中这艘护卫舰中部炮位，继而引发弹药殉爆，接着弹药库被波及，更大的爆炸声传来。
这艘护卫舰转眼之间四分五裂，几分钟后便沉入大海。紧接着又一艘驱除舰被舰炮连续击中，巨大的爆炸把指挥舱都掀掉了。意外的是弹药没有发生殉爆，但是这艘驱除舰彻底失去战斗力。日军不顾飞机的威胁，玩命的发起攻击取得效果。
经过两个小时激烈海战和美军的空中打击，被动局面开始扭转。此时，美海军损失四艘战舰，而日海军只损失一艘驱除舰。随后日本空军增援上来，双方作战飞机又在天空上开始上演残酷对决。伴随美军战舰不断参战，海战更加白热化。由于美军战舰数量太多，日军战舰队形逐渐被打乱，并陷入各自为战之中。
日军反击舰队司令官坂本太仓，所在的新岛号战列舰，经过改装其防空效果很好。一开始美军战机赶到战场，便锁定了旗舰新岛号。坦率说岸基作战飞机，对于攻击海面上的舰艇，照比舰载机飞行员的，就本身的作战特点和海战经验来说有很大差距。
尤其是面对密集的防空炮火，岸基飞行员没有实战经验，因此一开始对日军战舰攻击效果不好。继而造成整个战局陷入焦着状态，紧接着伴随日军战机加入战团，日军舰队压力锐减。可是随着时间的推移，美军战舰投入战场的数量越来越多，日军舰队的优势衰退。
日军舰队司令官坂本太仓，本身就抱着决死的心态，因此整个舰队无论面临何种危机，他不可能下令撤退。此时他站在战舰指挥室内，面对硝烟弥漫、震耳欲聋的战场，平静的令人可怕。实际上成功阻止日军舰队登陆迈克湾，他已经完成任务。可是坂本太仓也十分清楚，若想全身而退已经不可能。
美军已经投入了近70艘战舰，从三面包抄上来。“现在是彰显大日本海军军魂的时候，命令全体战舰，向敌人发起冲击！”坂本太仓一脸肃穆。由于他看到天空上美军的战机也来越多，便命令战舰靠近敌方战舰，避免对方鱼雷战机发动进攻。这功夫美军从六个野战机场起飞的作战飞机，几乎全部投入战场作战。
美军的被动局面在下午1时左右被完全打破，一枚水平轰炸机投掷的重磅炸弹击中新岛号指挥舱，伴随一声巨大的爆炸声，整个指挥舱被炸飞了。随之飞溅的残销碎片，日军司令官坂本太仓和他的属下，也瞬间消失在其中，变成碎片在空中飞舞。
新岛号面临重击还没有喘过气来，美军战机便打出一轮**。几架俯冲轰炸机随着新岛号防空炮火减弱，勇猛的突破防空网，几枚重磅炸弹狠狠的砸在新岛号的甲板上。并再次上演碎片横飞、硝烟弥漫，新岛号完全成为呆宰的羔羊。
大约半个小时后，新岛号战列舰中部船舱内爆发猛烈的大爆炸，烈焰和烟雾直冲云天。烟雾还没有散尽，新岛号战列舰便断为两节迅速沉没。
中心开花，日军反击舰队旗舰新岛号的沉没，司令官坂本太仓和属下葬身大海，日军舰队陷入各自为战境地。一个小时后又一艘日军巡洋舰被美军战机击沉，5艘护卫舰被美军舰炮击沉。海战打到这种程度，日军反击舰队不仅战舰数量处于劣势，关键是防空火力大幅度的下降。
激战一直持续到黄昏，美英联军指挥官麦克阿瑟命令，全部歼灭日军的反击舰队。黄昏以后，加里曼丹岛日军防御司令部，接到侦查潜艇报告，美军搭载登陆部队的运输舰，已经全部返程，那也就意味着美英联军迈克湾登陆流产。
日军加里曼丹岛防御司令部接到侦查潜艇报告后，认为反击舰队已经达到战役目的，遂下令反击舰队撤退。可是撤退谈何容易，日反击舰队几乎所有的战舰都遭到不同程度的打击。天黑前接到撤退命令，日军又有两艘战列舰被击沉，至于驱除舰和护卫舰更不用提了。
黑夜的来临，美军的空中打击不得不取消。日军残余战舰获得喘息。截止到午夜，日军活着的战舰退出战斗。由于有日军潜艇掩护，美军战舰停止追击。一个白天的战斗，日军损失了四艘包括旗舰新岛号等大型战舰。驱除舰、护卫舰被击沉15艘，潜艇四艘。整个反击舰队损失了一大半，没有被击沉的战舰也不同程度的遭到重创。
坦率说日军对于如此损失完全可以接受，甚至认为是了不起的胜利。日军出动反击舰队偷袭，目的就是遏制美英联军登陆部队在迈克湾实施登陆。反观美英联军，就整体战局而言，迈克湾登陆作战失败，加里曼丹岛登陆作战仅达成战役目的一半，而日本人的目的达到了。
吉隆坡美英联军司令部，一名作战参谋正在禀报：“将军阁下，刚刚接到通报，负伤的费城号战列舰，返程途中在靠近爪哇岛海域沉没。第2登陆舰队司令官报告，登陆部队没有损失正在安全返回。根据海战统计结果，我们损失驱除舰8艘，护卫舰4艘、潜艇两艘。共损失战舰15艘。根据空军报告，累计损失作战飞机65架！”
接着另一名作战参谋汇报了日军战舰的损失情况。至于俘获日军士等举措，麦克阿瑟实在没有耐心再听下去，第2登陆舰队行动失败，意味着登陆加里曼丹岛作战遭到重大挫折。随后他下令马都登陆部队停止进攻。计划如此周密的登陆作战半途而废，下一步美国五角大楼恐怕要追究他的责任。
就单纯海战来说，美军确实取得了辉煌的战绩，可是就全局来说是失败。然而，麦克阿瑟在最困难的情况下，接到了来自重庆中国统帅部的一封电报，这封电报非常及时的挽救了麦克阿瑟的军事生涯，并对他再铸辉煌起到了决定作用。
海战爆发当天，穆亚平在国防部中美联合指挥部与新上任的美军参谋长，美国人亨利纽曼，密切关注战局。亨利纽曼是一位老牌军人，年龄有六十多岁了。此人老成持重、是一个态度温和的军人。美国人派他来担任参谋长，意图非常明显。太平洋反击作战进入最关的时期，美国人派来一位温和军人，就是避免和中国发生矛盾。
本来是关注登陆作战，没有料到爆发了大规模海战!“日军是在全力阻截美英联军第2登陆舰队，看样子日军是要固守加里曼丹岛。出动反击舰队是日军早就密谋的！”穆亚平意识到不妙。参谋长亨利纽曼有些不以为然。
“穆将军，日军出动反击舰队，完全是孤注一掷，能起多大作用？”亨利纽曼认为日军出动反击舰队是以卵击石。穆亚平不赞同到：“日军采用的是玉碎战法，目的就是不惜代价阻击登陆部队。无论海战结果如何，日军的战役目的达到了！”
果然如此，两个小时后，他们接到美军登陆部队已经撤退，也就意味着第2登陆舰队的登陆作战流产。穆亚平立即和国防部的军事专家研究，大家一直认为，加里曼丹岛登陆作战日后会打成焦着战，即便能攻占加里曼丹岛，恐怕要耗时很长时间。
针对不利的局面，穆亚平提出了跨岛作战，让大家讨论。经过仔细分析大家认为可行，当然穆亚平提出的跨岛作战是鉴于远征军的作战能力上，如果是美英联军，穆亚平是不会动这种念头。当天午夜海战结束后，穆亚平亲自给麦克阿瑟发了一封电报。
这封电报对于扭转被动局面起到了定海神针的作用。