双方最先发生交集的是两架侦察机。当苍龙护航舰队和日军运输船队及护航舰队在台湾屏东县以南一百多公里的海域会合的时候，这两架都只装备了一挺机载机枪的侦察机在距离这片海域大约三十公里的地方相遇了。学兵军这边是一架海燕侦察机，驾驶该机的学兵航空兵拼命的想要靠近日舰队会合海域以获取详细情报，日军的侦察机便竭尽所能的进行拦阻，双方经过长达一刻钟左右的飞行技巧比赛以后，那架海燕如愿的靠近了日舰队所在海域，后面的副驾驶用照相机拍下了十余张照片以后，随即在日军侦察机的欢送下返航了。
半个小时以后，相关日舰队的具体情报便被传到了学兵军各级指挥部门以及各前线指挥官手中。学兵军一方，指挥官一共有三人，其中台海航空兵团司令薛长空负责指挥航空部队以遏制日海航部队；东山舰队剑鱼部队的黄天勋则负责统一指挥东山舰队和海口舰队一共两百零七艘剑鱼鱼雷快艇；二十三艘明级潜艇和十一艘宋级潜艇则由徐凯统一指挥。
当日混合舰队距离预定伏击海域还有一小时里程的时候，几乎同一时间，广东梅州军用机场和福建南平军用机场， 105远程航空师和107中程航空师和301歼击机师、302远程航空师一共一百四十四战机呼啸着相继升空，向绿岛方向飞了过去。四十分钟以后，当这些战机已经出现在澎湖岛鬼子视野中时，台湾高雄军用机场，303歼击机师和304中程航空师也相继升空，升空毕，在薛长空的调度下编成两个集群，然后汇同远程赶来的105远程航空师和107中程航空师和301歼击机师、302远程航空师，呈大菱形编队向绿岛空域飞了过去。
日舰船会合以后，指挥权立刻被集中到了苍龙号航母的舰长柳本柳作大佐的手中。柳本柳作为人十分谨慎，他一边不间断的下令让苍龙号航母飞行队队长江草隆繁少佐派出侦察机前往台湾岛方向侦察，一边又让防空雷达兵集中精神注意观测。苍龙号航母上装备的防空雷达乃是日本军工部门研制出来的最新产品，侦测半径在两百公里左右。是以，当301歼击机师张晓林率领的大编队作战机群刚刚出现在澎湖岛上空的时候就被日军侦测到了。雷达屏幕上出现的密密麻麻的小光点立刻将鬼子雷达侦察兵吓坏了，他们立刻向柳本作了汇报。柳本听说来袭敌机规模在一百架以上，小心肝立即揪紧了，第一时间让通讯参谋给台北的小林跻造发电，请求他立刻出动台北航空兵团予以支援，然后下令发布防空警报，同时给江草隆繁还有龙骧号航母上的飞行队长山神正恭大尉、冲鹰号航母上的飞行队长吉本夜沐大尉下令，让他们立刻起飞所有舰爆机迎敌，同时将舰轰机收入机库。下达完了这道命令，目送苍龙号上的零式舰爆相继腾空，柳本心中稍安，又给江草隆繁下令，让他们注意拦截方位，先将战线维系在防空射程边缘即可，等台北航空兵团支援过来以后再行主动出击。
日本人在发现学兵军的鱼雷艇部队向台湾集结以后之所以还敢于大摇大摆的继续按照既定航线返航日本本土也是有所倚仗的。一者，日本人通过设在冲绳的机场给名存实亡的台北航空兵团补充了四十八架零式陆爆；二者，在凤翔航母舰队遭到偷袭全军覆灭以后，日本人改变了苍龙护航舰队搭载的舰载机的机种比例。一改以往的舰爆机最多只占一半比例的情况为三分之二，所以，苍龙号和龙骧号并冲鹰号三艘航母，此时搭载的舰爆机数量总共有八十三架，且其中有六十架是最新型的零式舰爆。
如果台北航空兵团能够及时赶到战场的话，那么单从战斗机数量作比较，日军超过一百五十架（台北航空兵团原来也有大约二十架左右的各型战机），学兵军却只有两个歼击机师一共七十二架，日军数量上占据压倒性优势。日军又能辅以多达三十艘左右的巡洋舰、驱逐舰提供的防空炮火，理论上来说，已经足够抵御住学兵军的这一次空袭了。
空战很快就发生了，薛长空驾驶的那架空中堡垒在抵达战场以后，随即上升到了一万米左右的高度开始充当指挥机。在他的调度下，七十二架各式白鳍豚战斗机以双机编队向徘徊在日军舰群西北方向上空的日机冲了过去。而同一时间，多达七十二架的空中堡垒和白鳍豚轰炸机却四散而开，就好像在猎物周围寻找机会的狼群一样，对下面的日舰群虎视眈眈起来。
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