轰炸机的纵队队型各中队间相距约500米，F-86不断在其中穿梭攻击，意图冲散编队，让轰炸无法完成。2中队左僚机也被击中。
约4分钟后，3中队左、右僚机相继坠海，机组成员宋风声、关文佐、张传鑫、梁志坚、曹新广、何冲、王登龙牺牲，被打断右腿的陈海泉跳伞后生还。
失去左右僚机后，3中队长机邢高科成为敌机攻击目标，在飞机方向舵面被打坏、操纵杆几乎被打断的情况下还击，将一架敌机在空中打爆，开创活塞式轰炸机击落喷气式战斗机的先例。
位于编队最前面的大队长机右僚机也被击中，大队长高月明曾命令机组跳伞，但未得到回答。后据大队长机通讯长吕凤彩判断，右僚机多名成员都已重伤或牺牲。驾驶员毕武斌重伤后仍坚持操控飞机，投下9枚炸弹后，飞机冲向轰炸目标，但坠海爆炸，机组成员毕武斌、周先余、李祥华、何国基牺牲。
美军335中队马歇尔曾在回忆录中以称赞的口吻写道，图-2队形越打越密，对于一切外来的干扰，处变不惊。
马歇尔不知道的是，他袭击的中国轰炸机中，除高月明有作战经验，其他人都在航校学习不到一年，战斗科目训练不足20小时。
受油量限制，美军F-86攻击5分钟后退出战斗。志愿军轰炸机编队共9架飞机，4架被击落，4 架被击伤。16架为轰炸机护航的拉-11在性能上和F-86悬殊太大，但团长徐兆文仍率部顽强抵抗，保护大队长机不被击中，保证了轰炸机编队空中指挥的畅通。战斗中，拉-11被击落3架。
而在被美军F-86袭击时，担任战区护航的我军空3师24架米格-15在交战空域的8000米高空巡逻，未发现敌机，也一直未接到空联司的敌情通报和战斗命令。如果性能和F-86相当的米格-15参战，轰炸机编队不会损失如此惨重。
