美军在天黑之前最后一次空袭，把日军的“扶桑”号和“山城”号这两艘战列舰，还有两艘护航航空母舰、两艘重巡洋舰和一艘轻巡洋舰送到海底。这两艘战列舰上，一共有三千多日本海军官兵，跟随着战列舰一起沉入海底。
日军的“诱饵”舰队和增援舰队都已经被歼灭，但日本人还有由“大凤”号、“翔鹤”号和“瑞鹤”号三艘大型航空母舰，“大和”号、“武藏”号和“长门”号三艘战列舰，“金刚”号和“榛名”号两艘战列巡洋舰组成主力舰队尚未被消灭。这时候天色已经黑了下来，日军以三艘战列舰和两艘战列巡洋舰为主力，连夜向美军舰队推进，试图在夜间趁着美军飞机难以作战的机会，以战列舰的巨炮来击沉美军航空母舰，并以战列舰的巨炮轰击威海军港，把军港和机场用舰炮摧毁。
小泽治三郎对连续损失两支舰队痛心疾首，但他却太过于乐观的认为，自己的诱饵舰队和增援舰队虽然被吃掉了，但是保存了主力舰队。
“我们有我们的四十六厘巨炮，只要我们的舰队能够靠近，就能用巨炮把美国人的舰队和中国人的要塞全部轰成碎片！”小泽治三郎下了命令。
美军战列舰的巨炮，是406毫米，而日军是460毫米；同时，小泽治三郎还认为，日本海军具备有很强的夜战经验，在夜间作战，美国人的战列舰再多，也不是他们对手。但是小泽治三郎忽略了很关键的一点，美国人有炮瞄雷达！
这时候，哈尔西还无法判断日军的袭击方向，因为日军可能会袭击威海，也有可能袭击青岛。自己若是分兵，是极不明智的选择，只能是被日军各个击破。如果集中兵力，若是不知道日军的攻击方向，就失去一次歼灭日军的机会。
“有谁能知道，日本人到底是要向我们的舰队挑战，还是准备袭击威海？如果我们判断错误，将会给我们失去歼灭日军舰队的机会。有谁能判断出？”哈尔西问道。
托马斯·金凯德判断说：“我觉得，日本人多半是要主动寻找我们决战！尽管我们不知道他们的具体方位，不过我敢肯定，他们肯定是向青岛方向来的！虽然他们是黑夜来偷袭，但我们的分散的潜艇部队，还是有机会找到他们。”
就在美军舰队高级军官进行商讨的时候，美军的“海鲫”号潜艇，发现了日军舰队。
美军潜艇先是升起漂浮天线，向己方舰队汇报了日军舰队位置。随后“海鲫”号潜艇又收起天线和潜望镜，凭借声纳缓缓行驶，寻找最佳攻击位置。大约两个小时后，“海鲫”号潜艇找到最佳攻击位置，静静的潜伏下来。当日军的“瑞鹤”号航空母舰刚巧从美军潜艇跟前通过时，美军潜艇一口气向日军航空母舰发射了四枚鱼雷。
“瑞鹤”号航空母舰连续中了四枚鱼雷，其中一枚鱼雷钻入动力舱内爆炸，引发了燃油舱的重油剧烈爆炸。被汽化的燃油，在舰内到处腾起大火。十多分钟后，大火蔓延到了弹药库，引发了更加剧烈的爆炸。
经过两个小时的苦苦挣扎，这艘航空母舰终于沉入海底。跟随着航空母舰一起下沉的，还有舰上的72架舰载机和867名舰员。
日本人出师不利，他们的主力舰队还没有舰队美国人，就被击沉一艘航空母舰。
“衣阿华”号战列舰上，一名美军通讯军官站起来，转身向哈尔西敬礼，汇报说：“报告司令，我们的潜艇在大黑山群岛一带发现了日本人的舰队，经过确定，是日军主力舰队。敌舰队正在向青岛方向航行！”
哈尔西站起来，走到地图跟前。他拿起红蓝铅笔比划了几下，随后对绘图室的官兵下令道：“立即画出日本人的航线线路图，我必须让舰队去攻击他们！”
“是！”绘图室的官兵们紧张的工作起来。
随后，哈尔西又向鱼雷艇编队指挥官下令：“让鱼雷快艇出击，根据日军舰队可能航行的方向，去找一找他们！”
“是！”鱼雷艇编队指挥官退下。
美军出动大批装备有雷达的鱼雷艇，去寻找来袭的日军舰队。
凌晨2时23分，美军十二支鱼雷艇编队中的其中一支，找到了正在夜航中的日军舰队。
随后，六艘鱼雷艇勇敢的迎着总吨位比他们大了几千倍的日军舰队猛扑过去。趁着夜幕的掩护，鱼雷艇居然冲入到日军舰队中，日本人还没有发现来袭的鱼雷艇。
六艘鱼雷艇在距离日军军舰大约五千米的距离上发起攻击，一口气射出了十二条鱼雷。但因为距离过远，十二枚鱼雷只有一枚鱼雷命中了一艘日军驱逐舰。中雷的日军驱逐舰随即起火爆炸，沉入海底。
日本人听到爆炸声，知道有美军来袭，于是三艘日军驱逐舰和一艘轻巡洋舰打开探照灯，发现海面上正在快速撤退中的美军鱼雷艇。
日军两艘驱逐舰追赶上来，并向美军鱼雷艇开了炮，击中一艘来不及撤退的鱼雷艇。中弹的美军鱼雷艇，在六分钟之后沉入海底。
虽然鱼雷艇的攻击，只击沉一艘日军驱逐舰，而且还损失了一艘鱼雷艇，但一艘鱼雷艇换到一艘驱逐舰已经是合算了，更何况，鱼雷艇编队找到日军舰队就是最大的功绩。在确认了日军位置，即可让主力舰队发起攻击。
“报告！”西村祥治走进小泽治三郎的司令室。
“什么事？”小泽治三郎缓缓抬起头问道。
西村祥治敬了个礼回答道：“司令官阁下，我们的夜袭计划，已经被美国人发现。既然已经被发现，夜袭将会变成强攻。我建议，应该取消夜袭行动，把我们已经所剩不多的军舰带回日本去吧！”
“八嘎！”小泽治三郎咆哮了一声，“这是我们唯一的决战机会！我不能错过这次机会！太平洋战争打了那么久了，还没有出现过战列舰之间的决战！美国人为什么总是不肯用战列舰和我们对抗？因为他们的战列舰不是我们的对手！”
“司令官阁下，请三思，他们军舰比我们多得多，我们打不过的。”
“他们的舰员不如我们！如果面对面的用巨炮轰击，我们帝国海军是最优秀的！今天我要用我们的舰炮，把美国人的战列舰和航空母舰全部轰沉到海底！”
西村祥治见自己劝说不动，只好无奈的退下。
夜幕下，日军舰队按照原计划，一路向胶州湾的方向扑去。
距离胶州湾越来越近，忽然日本人听到黑暗中响起一声震耳欲聋的爆炸声。站在指挥塔上的小泽治三郎看到，海面上突然腾起一团火球，被火光映红的海水向四面飞溅，一道冲天水柱腾空而起。
“炮弹的落点，距离我们的军舰很近！”小泽治三郎说了句。
根据爆炸的威力判断，那是一枚由巡洋舰射出的二十厘级别的炮弹。
“这证明，美国人肯定就在附近，他们是盲目开炮轰击！我们必须算出他们的位置！”小泽治三郎向武器指挥官下了命令。
话声未落，又听到“轰”一声巨响，一发炮弹落在日军的“金刚”号战列巡洋舰附近海中爆炸，腾起被火光照成粉红色的冲天水柱。
日军武器指挥官，带着一批士官，根据美军舰炮的弹道，紧张的计算美军的位置。算出来的结果，美国人的舰队在十五海里之外。这个距离上，探照灯还不起作用。这令小泽治三郎很不理解，美国人怎么知道他们的位置？
也就在日本人计算弹道的时候，一枚203毫米炮弹准确击中了日军的一艘驱逐舰，炮弹炸毁了舰桥和烟囱，那艘驱逐舰燃起熊熊烈火。
“开炮反击！”小泽治三郎大吼道。
日军舰队，扬起炮口，对着刚才士官计算出的美军舰队大致方位，轰出一排炮弹。只见海面上火光喷涌，一门门460毫米、410毫米、356毫米、203毫米等各种舰炮，吐出一团团大小不一的火球。密集的炮弹，下冰雹一样向黑暗中飞去，落在远方的海中。漆黑一片的海面上，隐约可以看到海面上腾起的火光。
因为距离太远，而日本人对弹道的估算，只能是算出一个大致位置。日军这一轮炮击，没有一发炮弹命中远处的美军舰队。
就在此时，忽然又是“咻”一声刺耳的呼啸声，日军的“榛名”号战列巡洋舰被一发406毫米炮弹准确击中甲板，耀眼的火光一闪，战列巡洋舰的甲板就好像被铁锤砸碎的鸡蛋壳一样被洞穿了一个大洞，406毫米炮弹在舰体内爆炸，炸飞了这艘战列巡洋舰上的一门副炮和两门高射炮。几百公斤烈性炸药，一下就把舰内七十多名日军水兵碾成了肉泥，喷涌的火光从被炸开的甲板下面冲出。
“咻”又一声刺耳的呼啸声，日军一艘驱逐舰也被一发203毫米炮弹击中，炮弹在舰体中部爆炸，那艘驱逐舰上顿时一片狼藉，腾起冲天烈焰。
小泽治三郎所在的旗舰“大和”号战列舰，也被一发从美军轻巡洋舰上射来的152毫米舰炮击中了甲板，爆炸的炮弹，炸飞了“大和”号上的一门155毫米副炮，还炸飞了一门25毫米高射炮。但是庞大的“大和”号挨上一发152毫米炮弹，就和大象被蚊子叮一口一样，基本上没有什么大碍。