执意赶尽杀绝的华军舰队派出了由62架战斗机，48架俯冲轰炸机和22架鱼雷机组成的第三攻击波，与此同时还有岸基航空兵出动的66架战斗机和60架轰炸机（海军的双引擎轰炸机）也一起赶来参战。
然而，这两支合计258架飞机构成的庞大攻击群注定要白跑一趟了：前面的三个攻击波（岸基航空兵一个攻击波＋舰队航空兵两个攻击波）已经把日军舰队中所有值得一提的舰艇一扫而空，现在日军重巡洋舰以上舰艇，只有少数几艘还在海面上燃烧。
而舰队司令郑伯初上将严禁飞行员对那些燃烧的铁棺材补枪，原因很简单，他想从中挑选一两艘船，当做战利品拖回来。
于是飞行员们只好转头去找那些小型舰艇和辅助舰艇的麻烦。
此时日军已经丧失了抵抗到底的决心，一些轻巡洋舰和驱逐舰已经凭借较高的航速脱离了战场，但辅助舰艇因为航速较慢，还落在后面。
而且战斗现场还有一些零星的驱逐舰，这些勇士打算救援那些落水的水兵，还要给无可救药的军舰补枪，以免这些船头有大日本帝国**徽记的军舰落入华军之手。
华军对这些留在战场上的勇士表达了应有的敬意：他们至少给第三攻击波增加了一些值得攻击的目标。
对华军飞行员们来说，把炸弹扔在驱逐舰上，总好过直接丢在海里。
结果，四艘留在原地的日本驱逐舰被击沉，那些刚刚从海里捞起来的日本水兵，不是被炸死，就是再次落水。
无事可干的华军战斗机俯冲下来扫射落水日军，海水都因此变色，浓重的血腥味又引来了大群鲨鱼……
华军飞行员忠实的执行由孙笑下达的，不得对敌人手下留情的命令，尽可能的确保杀死每一个日本人。
岸基飞机中，有两架轰七轰炸机没有携带炸弹，而是带了两个纪录片摄制组，他们是纪录片《我们同舟共济》的摄制组，任务是拍摄日本军舰燃烧、爆炸、沉没的画面，以便在不久的将来宣传帝国和中国强大的军力，震慑那些心怀不轨之徒。
同时，那些岸基攻击机上都有至少一位原位面新招募的机组实习生——这个时代身体素质和学识水平能够达到飞行员招生要求的国人，无一不是出于富裕人家，他们的社会影响力非常强大，让他们亲眼看到海战胜利的壮观场面，无疑十分有助于宣传。
当华军舰队抵达战场的时候，海战本身早已结束了，除了少数几艘轻巡洋舰和驱逐舰逃逸外，负责封锁中国海岸的日本海军舰队已经全军覆没。
郑伯初指挥的战列舰和巡洋舰队未能取得任何战果，他们只是在还能漂浮的日军军舰中挑挑捡捡，最后选中了已经弃舰的日军重巡洋舰“利根”号，当做战利品进行消防作业，然后拖回尚海，其他看着没有修复价值的日军战舰，全部由驱逐舰发射鱼雷处分。
海战的最终结果是：华军击沉日军4艘航空母舰、4艘战列舰、3艘重巡洋舰、2艘轻巡洋舰和8艘驱逐舰，另有供油舰、运输船若干，击落摧毁飞机约200架（含水上飞机），俘虏重巡洋舰1艘。
由于华军控制了战场，双方都没有救援对方船员的意思，最终有大约15000名日本海军官兵阵亡或失踪，只有大约1000人被俘虏——这些俘虏经过审讯后，也很快予以全数处决。
华军自身损失了49架飞机，87名机组成员阵亡或失踪——其中大部分损失来自岸基航空兵的第一攻击波，而损失最大的机型是鱼雷机，因为这种飞机在进入攻击之前，飞行路线非常单一而且速度也不快，极易遭到敌人防空炮或飞机的打击。
无论对谁来说，东海海战的意义都非常重大。
一方面，这是世界上第一场完全由航空兵发起的海战战役，双方水面舰艇在整个海战过程中没有互射一发炮弹。
另一方面，这场海战至少在原位面证实了航空兵对制海权的重要性，海战结束以后，华军海军再也没有任何关于航母和战列舰谁才是海军主力的争论了。
当然，战果无疑是非常辉煌的，日本海军在差不多两个小时的时间里，损失了总吨位相当于整个法国或意大利海军的舰艇，而华军自身的损失连一百个人都不到。
这样的海战结果注定将震惊整个世界，从这个时候开始，原位面任何一个国家都不敢小看中国了，因为中国有一个顶级列强的亲兄弟。
而这个中国的亲兄弟，已经明确要把日本这个趁着中国病重张牙舞爪胡作非为的野猴子撕成碎片了！
这个时候，全世界都得思考一下今后对亚洲国家的外交政策。
一方面，还存在在中国土地之上的租界和殖民地（如天津、汉口，又如香港、澳门），是否应该冒着得罪中国人的危险继续存在下去，已经成了一个必须尽快讨论出答案的议题。
另外一点，对德意两国来说，本来已经达成一致意见的德意日三国同盟条约（即《三国轴心协定》）是否还要签订，就成了必须重新讨论的问题——原本日本人拥有轴心国中最强大的海军，希特勒认为拉拢日本有助于在东方牵制英国和苏联的力量。
但是现在，跟日本人联盟就要得罪帝国和中国，而日本人的海军在两个小时内被人吃掉三分之一还多，这已经不得不让人怀疑日本人还能坚持多久了。
希特勒敏锐的意识到，在中日战争开始之前，中德关系其实并不坏，甚至还可以说很不错，如果此时第三帝国能够同中华帝国达成同盟协议，那么中华帝国在东方显然会比日本人更能牵制苏联和英国的力量。
不过，希特勒也有别的方面的顾虑，因为他听说中华帝国正在跟中国共产党混在一起，而有些不太在意与德国关系良好的国府，小胡子有些拿不准，中华帝国到底能否接受第三帝国的友谊。
当然，试一试总是没错的，小胡子选中了曾经在南京担任西门子公司代理人，并且在南京惨案中救助了大量中国人的约翰·拉贝作为特使，再返中国，与中华帝国方面进行初期接触。