中国战机发动攻击的同时，以052c导弹驱逐舰为首的中国舰队也开始发动对越南舰队的毁灭性打击。“鹰击-83”等各种反舰导弹如飞蝗般扑向陷于绝境的越南舰队，“宋级”和“元级”潜艇的各种线导、声导和尾流自导鱼雷也突破越南舰队的防护网，从水下对越南海军舰队展开强攻。
越南舰队根本承受不住中国海空军的立体打击，阵阵密集的爆炸声在海面上响起，大洋深处，四艘越南旧式潜艇相继遭到533mm鱼雷的攻击，艇体当即炸成两断，和越南潜艇兵一起沉入漆黑的海底。
越南海军的“猎豹”级护卫舰启动“棕榈树”弹炮合一防空系统和30毫米ak-630近防炮，疯狂拦截中国战机和舰艇发射的反舰导弹，与此同时，它们向中国舰队发射了数枚kh-35“天王星”反舰导弹、鱼雷和深海反潜火箭弹。其他舰艇，包括“毒蜘蛛”导弹艇和“别佳”级火炮护卫舰在内的多艘军舰，也孤注一掷地向中国舰队进行垂死攻击。
为了解救濒于毁灭的越南舰队，越南军方以仅剩的几架苏-27为主力，率领十几架苏-22再度飞临d岛上空，以自杀式攻击缠住中国战机，6架苏-30mkv2则乘机用kh-31a空舰导弹突袭中国舰队。但缺少战场信息和指挥能力的越南海空军，根本不能与中国舰队相抗衡，加上制空权早已丧失，越南军方的垂死反扑并没有收到预期的效果。
kh-31a空舰导弹和kh-35反舰导弹很快遭到中国舰艇上的“海红旗-9”防空导弹的拦截，导弹和导弹在空中撞击成绚烂的流星雨；少数躲过“海红旗-9”防空导弹的反舰导弹，又遭到中国fl-3000n舰艇近防导弹系统的截击，宛如撞上一道绵密而坚固的盾牌，纷纷爆毁。
fl-3000n舰艇近防导弹系统是各类反舰导弹的克星，有被动雷达与红外成像两种制导模式，具备发射后锁定目标的能力。导弹速度高、重量轻、反应快速、制导精度高，能够有效拦截各种超音速和亚音速掠海飞行的反舰导弹，可以对付海上、空中和陆地对舰艇发起的饱和攻击。fl-3000n以其优异的反导能力构成保卫舰艇安全的最后一道坚固屏障，成为各型舰艇梦寐以求的护身利剑。它的成功列装，把中国海军的战斗力提高了几倍。
在这场海战中，表现最抢眼的就是数艘中国022型双船体导弹艇，它的航速高达50节，耐波浪性能好，而且每艘艇上配备有8枚“鹰击-83”反舰导弹。数艘022导弹艇快速前出攻击，就像一群咆哮的狼群，连美国强大的航母战斗群也视它们如梦魇，何况越南这些三流的海军舰队？
越南海军舰队遭到重创，除了两艘俄制636型“基洛”级潜艇成功逃逸外，其它舰艇悉数沉没。
这一场大海战仅仅持续了几个小时，就以越南海空军的彻底失败而告终。
越南军方不甘心失败，叫嚣着要动员一百万越南青年参军，和中国决一雌雄。正在这时，他们发现中国军队已经在中越边境集结完毕，二十万精锐之师盘马弯弓，就等一声令下，将给予越南致命一击。
南海战云突起，中国军方迅速调整了部署，把正在进行的“蓝剑行动”大演习变为实战，在中越和中印边境迅速集结重兵。为了防范敌人在其它方向上的突破，军方紧急把驻守中缅和中朝边境的边防警察换成了王牌野战师团。中国大兵压境，未雨绸缪，给那些潜在对手以极大的心理压力，让他们趁火打劫的想法一开始就没有了用武之地。
中越之间的大海战，吓坏了东盟，震惊了全世界。在他们的印象里，中国一直就是一只温顺的绵羊，打不还手，骂不还口。这么多年来，他们早已习惯于中国外交的软弱和中国政府的卑躬屈膝，习惯于剪中国的羊毛，挤中国的羊奶，在大肆宰割中国的羊肉时还不忘啐中国人一脸唾沫。中国在南海的突然强硬让他们惊慌失措，他们仿佛看到一只雄狮挺起了脊梁。东盟很快分成两派，一派以越南、马来西亚、菲律宾等和中国有领海争端的国家为核心，借助某些大国或公开或秘密的支持，坚持要制裁中国；另一派则坚持以和为贵，主张以东盟为主导和平解决南海岛屿争端。
双方吵闹不休，越南驻联合国代表在联合国总部大厦前长跪不起，数度哭晕过去，哀求联合国主持正义并严厉制裁中国。
以美国为首的联合国代表在联大召开的紧急会议上飞扬跋扈，谴责中国军队在南海的暴行，英国紧随其后，表现出小弟一贯的忠诚。中国代表稳稳地坐着，等美国代表讲完，冷冷说了一句：“南海自古以来就是中国的，它是中国的核心国家利益所在，谁敢在南海向中国挑战，中国军队有信心更有能力彻底歼灭它。”法国代表看到中国语气不善，态度开始变得首鼠两端模棱两可；俄罗斯代表则唯恐天下不乱，见双方争持不下，干脆脱掉皮鞋，在会议桌上猛敲……
对于这场突发的中越大海战，最高兴的就是俄罗斯。中越两国都是俄式军火最好的市场，这一战，不但打出了俄式武器的名声，更给俄罗斯军火销售开辟了广大的潜在市场。俄罗斯一边流着哈喇子数钱，一边强烈反对美国在联大的提议。在南海问题上，俄罗斯虽然不会鲜明地表明态度，毕竟越南和它有着千丝万缕的关系，但中国是强大的国家，而且现阶段，中俄两国有着共同的战略利益。如果没有中国的支持，也许俄罗斯的脑袋很快就会被北约的铁门挤扁，所以它没有选择，必须支持中国。
国与国之间只有现实的利益，没有永恒的朋友。大国的政治抉择就像食肉动物，永远跟着利益走，俄国熊丝毫不介意随时翻脸，美国鹰更是奉国家利益为一切行动的准则，唯有中国常常把道义看得更重，这在国际关系史上，简直是一个另类，所以越南和朝鲜注定会成为中国人心中永远的痛。