然而，从小泽的巡洋舰上起飞的3架日侦察机却非常意外地在夜幕中发现了“Z”舰队，并马上向西贡报告了具体位置。12月10日，天还没亮，在西贡的日军航空基地，96架轰炸机上的飞行员已作好了起飞的一切准备。其中，“96”式陆上攻击机中有9架用来作为侦察机，25架挂上了鱼雷，36架装上了炸弹，还有26架“1”式陆上攻击机也装上了鱼雷。此刻，飞行员们已经坐在自己的座舱里，随时准备起飞。
6时25分，西贡派出了3个中队向预定海区出击。他们根据昨晚情报飞至预定海区时，不禁大失所望：只见海水浩荡，根本没有“Z”舰队的踪影。日机几乎飞到新加坡，但也没有发现猎物。由于燃料消耗太多，他们被迫开始返航。“威尔斯亲王”号和“反击”号到底跑哪儿去了？
原来，9日深夜，正当“Z”舰队刚刚掉转船头准备驶向新加坡的时候，突然收到新加坡发来的一份急电，说日军正在关丹登陆。菲利普斯当然不知道这是一份误电，他认为这一战机不可错过，于是改变了主意，决定对关丹的日军发动一次海上突然袭击。舰队马上改变航向驶向关丹。
为了保持无线电静默，菲利普斯没有把要袭击关丹的决定通知司令部。因为他认为既然是新加坡来电，那里肯定会派出战斗机掩护自己。可惜，想象不是事实，实际上受命掩护的英国战斗机仍然停在机场上，他们对“Z”舰队攻击关丹一事毫无所知。
10日清晨，正当日军轰炸机搜索英舰队之际，菲利普斯的舰队也驶抵关丹附近，这才发现并无日军登陆之事。这时，菲利普斯没有马上返回新加坡，而是派出“特快”号驱逐舰和1架“海象”式侦察机在附近进行侦察，甚至为了察明在破晓时一度发现过的1艘日本运输驳船，整个“Z”舰队白白耽误了两个多小时。上午10时左右，天气晴朗，非常有利于日机攻击。在300～500米的空中，飘浮着朵朵白云，既不会严重妨碍能见度，又为飞机提供了掩护。1架正在返航的日本侦察机突然在关丹东南70海里处透过云层发现了英军战列舰和驱逐舰。电键起动，嘀嘀哒哒……发出了日机盼望已久的信号：“发现两艘敌战列舰、4艘驱逐舰。关丹东南刀海里。敌主力舰由驱逐舰4艘保护前进。”
正在返航的日轰炸机群接电后，整个机群就像注射了一针兴奋剂一样，立即改变航向，直扑“Z”舰队。没多久，一支舰队出现在日机的机翼下——这正是他们苦苦搜寻的“Z”舰队。
日机一架接一架钻出云层，重点向两艘主力舰“威尔斯亲王”号和“反击”号发起了猛攻。15分钟后，即上午10时30分，“鹿屋”航空大队的18架鱼雷机，在第3中队队长壹起春大尉的率领下，首先冲向了“反击”号。
“威尔斯亲王”号右舷的高炮开火了，隆隆的炮声划破了海空的寂静。接着，“反击”号的大口径高射炮和驱逐舰的高射炮也一起开始射击。瞬间，在日本飞机周围的天空布满了密密麻麻的白色斑点，无数斑点又绽出了一个个由浓烟裹着的金色火球，在空中形成了一道炽热的火网。但是，日机仍然毫不在乎地照直前进。壹起春手下由9架鱼雷攻击机组成的中队素有“海军之冠”的美称，这次他急于用行动来表明他的中队是当之无愧的。
在“反击”号上，当时正好有一名《伦敦每日快报》的随军记者塞西尔·布朗，当时，他正在给一群玩牌的炮手和水兵们拍照。在军舰一转身时，他朝着在前面大约半海里开外的“威尔斯亲王”号拍了一张照片。可怎么也没想到，这张照片竟成了“威尔斯亲王”号的最后遗照。
据塞西尔·布朗回忆说：“上午11时07分，我听见舰上的扩音器广播：‘敌机向我逼近。各就各位！’……突然间，南面出现了9架飞机。我一点也不知该怎么办，只是呆呆地站在前甲板上，望着炸弹由小而大地落下来。这时，‘反击’号舰上的帕姆炮及4英寸口径的高射炮一起怒吼，猛烈的炮声震天动地，我觉得自己的耳朵都快被震聋了。”
壹起春大尉率9架鱼雷机向“反击”号猛扑过来，其中1架将1条鱼雷一下子就直射在舰身上，“反击”号上顿时大火熊熊。但舰上的对空火力仍然异乎寻常地猛烈。有1架鱼雷机在被击毁的瞬间，所发出的鱼雷正好击中了军舰的中部。紧接着，又有9架鱼雷机非常巧妙地从几个方向一架接一架地向“反击”号猛攻，使这艘久负盛名的老舰先后被击中4条鱼雷。
就在这艘巨舰快要坚持不住的时候，一大批俯冲轰炸机又黑压压地飞临“反击”号的上空。就这样，“反击”号在遭受6条鱼雷的直接命中之后，在奄奄一息之际，又遭到大批重磅炸弹的轰炸。只见巨舰上空黑烟滚滚，舰体逐渐下沉。
此时，坦南特舰长通过扩音器冷静地宣布：“准备全体离舰！”然后说了一句：“愿上帝保佑你们。”此时，舰体已倾斜达70°。“行了，诸位，马上开始离舰吧！”他对部下说完后，自己却挺立在舰桥上不走。最后，在几个军官的拉扯下，他还是被拽走了。随着舰内进水越来越多。舰首开始上翘，站在高层的人已有点站不住了。一个士兵从司令塔纵身跳入了50多米深的海水里，第二个人往下跳时摔倒在甲板上，第三个却一下子跳进了粗粗的烟囱。在舰尾，只见一群海军陆战队员往海里跳，但是，全被巨大的螺旋桨给卷走了……
12时33分，“反击”号倾覆了。那小山似的巨型战舰，瞬间便消逝于波涛海浪之中，海面上能看见的只是一个巨大的漩涡在慢慢漂移……
几乎就在壹起春大尉发起攻击的同时，高井上尉也率鱼雷攻击机冲向“威尔斯亲王”号的旗杆，其速度之快，令英国水手们大吃一惊。他们看惯了自己那笨拙的“剑鱼”式飞机，对日机这么快的速度，简直都有点不可思议。30多架鱼雷机将它团团围住，不时地有鱼雷乘风破浪向“威尔斯亲王”号袭来，只听“轰”的一声，舰身剧烈地摇晃起来，1条鱼雷击中了舰的右舷，将吃水线下部炸出一个大洞。
“威尔斯亲王”号装有10门356毫米的主炮，16门133毫米炮，48门40毫米炮，30门20毫米炮，全舰大小火炮近百门，每分钟能发射炮弹数万发。此时，该舰以全部火力，拼命对空射击，“威尔斯亲王”号上空的炮弹如同冰雹一样密集，天空一片黄色硝烟。炸裂的弹片，就像撒落的砂子，在海面上激起了一片浪花。
高井事后回忆当时的情形说：“天空充满了炮弹的硝烟。弹片和高射炮与机枪发射的一道道曳光弹弹迹。我的飞机像被敌人的密集弹幕击中似的，一个劲地往下冲，差不多都要贴到水面了，速度表的指数超过了200节。我压根儿记不得我是怎样飞行，怎样瞄准，在离敌舰多远投下鱼雷的……”
这时，日机什么也不顾，只是一个劲地发射鱼雷，只见9条鱼雷径直驶向“威尔斯亲王”号，海面上立即出现了9条白色航迹，就像成群结队的鲨鱼向“威尔斯亲王”号扑来。“威尔斯亲王”号一连中了4条鱼雷，其中有正条正好击中原来的那个大洞，一下就将舰两弦完全击穿。
就这样，连续几批鱼雷的攻击，使“威尔斯亲王”号开始呈现出45°角的倾斜。然而，过了一会儿，奇怪的事出现了，只见倾斜的“威尔斯亲王”号又慢慢地正了过来，恢复了原状。就连见多识广的高井也感到大惑不解：“中了几条鱼雷，怎么还能恢复呢？真不愧有‘不沉主力舰’之称号。”
“威尔斯亲王”号真是“不沉的战舰”吗？其实不然，原来这是“威尔斯亲王”号的右弦又同时中了两条鱼雷，造成大量进水，才又将战舰重新扶正。
几分钟后，由高桥胜作大尉率领的6架鱼雷攻击机和9架俯冲轰炸机又飞临“威尔斯亲王”号的上空，铺天盖地的炸弹呼啸而下。“威尔斯亲王”号又开始急剧倾斜，在连续发出几声惊天动地的巨响之后，曾经出尽风头的这艘“不沉战舰”，中了8条鱼雷和无数枚重磅炸弹之后，就像一头受伤的河马似的，笨重地向左倾覆，被汹涌的马来海水吞了下去，几乎不到一分钟的光景，便从人们的视野里消失了。菲利普斯少将和近千名英国官兵也一起沉入大海。
就这样，日本海军仅以3架飞机的代价，就将英国远东舰队主力战舰几乎全部击沉。