中国空军机群痛击日军舰队时，中国海军长江舰队也出动了。由2艘轻型巡洋舰、4艘驱逐舰、4艘炮舰、8艘炮艇、20多艘鱼雷艇组成的中国海军长江舰队在南京军炮山的火力掩护中，浩浩荡荡地穿过下关码头，顺流而下，抵达靖安镇附近的江面上，与日军长江舰队展开了激烈的江战。日军长江舰队虽然在实力上是国军长江舰队的几倍，但已经被国军机群打得损失惨重且心惊胆寒，特别是最大军舰、旗舰古鹰号的战沉，更是让日军愈发士气大挫，毫无斗志。为避免遭到更大的损失，古贺中将下令全舰队撤退。看到这一幕，国军长江舰队司令曾以鼎意气风发地笑道：“日本海军还第一次被我中国海军打得仓惶逃跑呢！”他其实心知肚明，日军舰队实际上是被空军打跑的，他此话是一定的自嘲。
看到日军舰队的狼狈模样，参战的国军海军官兵无不士气如虹、奋勇争先，痛打落水狗，用舰炮和鱼雷击沉了日军2艘受伤的驱逐舰和4艘炮舰，自损5艘鱼雷艇和2艘炮艇，3艘军舰不同程度受伤，都不是重伤。在国军海空军的齐心协力奋战之下，日军长江舰队被击沉1艘重型巡洋舰、1艘轻型巡洋舰、3艘驱逐舰、4艘炮舰，多艘军舰受伤，丢下陆上的日军，浓烟滚滚地逃向长江下游。
日军飞机在这场空战爆发后急忙赶来参战，天空中一如既往地是Bf-109满天空地追杀日军飞机。空战结果毫无悬念，中国空军以自损50多架战斗机的代价，击落160多架日机，打得日军航空兵部队亡魂丧胆，不敢再战。
汉语的欢呼声响彻在长江上、长江的天空中以及长江两岸，这里的长江属于中国军队了。打跑了日军舰队后，南京军的突围部队立刻在海军舰队的帮助下开始横渡长江。至次日中午，突围部队全部度过长江，踏上了长江以北的苏中大地，海军舰队还给突围部队补充了大批的武器弹药、粮食药品等物资，同时又运走了部队里的重伤员、残疾军人以及部分的老人小孩。
成功渡江后，李玉堂、宋希濂等将领清点了一下人数，无不心如刀绞。突围出城人员里，正规军伤亡1.3万余人，民兵伤亡1.2万余人，民工伤亡1.5万余人，老人足足死难五六万，妇女死难了2万余人，儿童死难了5000余人，另外，南京军留守部队在协助作战中约伤亡6000余人，但南京军在此战中保守估计应消灭了3万日军（约一半是空军机群炸死炸伤的）。
来不及喘口气，也来不及痛苦悲伤，突围部队随即马不停蹄地投入了新的战事中。
从南京城突围的南京军和继续留在南京城的南京军，都即将迎来更加险恶的战事。
“真是好极了！”日军华中方面军司令部内，第6军司令官安藤利吉中将欣喜若狂地一拍桌子，“南京城中支那军已经撤离大半，眼下正是他们最虚弱的时候！此时不恢复全面进攻，更待何时？”
“不错！”第3军司令官柳川平助中将极力赞同这个主张，“必须恢复攻城！机不可失，失不再来！南京支那军兵力锐减，正是我们一举拿下南京、一雪前耻的机会！”
不少高级将领纷纷赞同。
畑俊六中将沉吟不语，陷入举棋不定中。
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