战斗在苏州以西约四十公里的上空爆发。
国军编队中的P-36率先发现了高空中俯冲下来的P-51。领队长机慌忙呼叫：“敌机！上方！拉开队形！”
但已经来不及了。
P-51利用高度优势，第一轮俯冲就咬住了国军护航编队的尾部。机枪手按下发射钮，点五零口径的子弹像火鞭一样抽过去。一架P-36当场中弹，机翼折断，打着旋往下掉。
国军飞行员试图拉起，但P-36的爬升性能太差，与P-51完全不在一个量级。P-51拉升后一个滚转又扑下来，再次咬住第二架P-36。子弹打进座舱，飞行员直接毙命，战机失去控制，拖着黑烟栽向地面。
“不要缠斗，掩护轰炸机！”国军带队长机大声嘶吼。
但P-36编队已经被打散了。如皋方向的P-51缠住国军战斗机，南通方向的P-51则从侧翼直插轰炸机群。马丁139轰炸机自卫火力薄弱，编队一旦被冲散，就失去了互相掩护的能力。
三架P-51从太阳方向俯冲而下，瞄准了三架马丁139轰炸机。长串曳光弹划破天空，第一架轰炸机左翼中弹，发动机冒出浓烟；第二架被打中了机身，缓缓倾斜；第三架更惨，直接在空中爆炸，碎铝片四散飞溅。
国军飞行员完全失去了主动权。有人试图用无线电呼叫撤退，但频道里全是惊恐的尖叫和杂音。有经验的飞行员开始脱离战场，掉头往回飞。没有经验的，只能在空中漫无目的地盘旋，然后被P-51一架架点名。
首日空战持续了不到二十分钟。国军出动七十多架战机，被击落二十八架，其中战斗机十六架、轰炸机十二架。而华中兵团的P-51仅损失三架，而且三架飞机的飞行员中有两人成功跳伞。
当天傍晚，战报分别送到汤山前线总指挥部和上海华中兵团司令部。
顾祝同看完战报，脸色铁青。七十多架对六十架，不但没占到便宜，反而被对方打出了近十比一的交换比。他叫来空军联络官，问：“还能再组织空袭吗？”
联络官脸色比他更难看：“总指挥，各机场能飞的P-36只剩不到二十架。马丁139只剩十八架。如果明天再出动，一旦遭遇敌机拦截，连逃都逃不回来。”
顾祝同沉默了很久，最后摆摆手：“暂时不要再出动了。轰炸机撤到后方，战斗机留一部分在南京做防空。”
他明白，制空权还没开打就丢了。
这消息传到前线各部队时，像一盆冷水浇在士兵们头上。有人亲眼看见了坠落的飞机残骸，有人听着东北方向传来的爆炸声，心里直发虚。美械军里那些原本趾高气扬的军官们，也一个个变得沉默寡言。