凌晨4:30，“釜山海战”来到了一个重要的时间节点。
到这一刻时，日军“前导编队”已经全军覆没，而其“主力编队”则从此时开始了全力逃亡的航程。
“主力编队”在按照中村良三的命令，转朝东南的佐世保方向航行后，国防军的“战列舰打击编队”也迅速的做出了与敌人相同的机动动作。
并且陈沅杰还利用己方各舰皆能达到26节以上的高航速编队机动能力，始终指挥舰队与敌舰保持在17,000米左右的距离上，一面紧追一面持续向其倾泻着炮火。
在北面，已经结束了战斗的“巡洋舰打击编队”，则留下几艘驱逐舰进行善后，余下各舰结队向南驶来，准备与己方战列舰一道对剩余日舰实施夹击。
经过一番高速的机动，在临近5:00的时候“巡洋舰打击编队”已迫至日舰左后方的位置，并与敌舰保持相同航向，彼此间距约21,000米，国防军两支编队至此实现了对敌人的左右包夹。
中村良三眼见落入了危险的腹背受敌境地，便命舰队往左舷方向调整四个罗经点，把航向横压向“巡洋舰打击编队”的前方，朝着对马岛南端的方向驶去。
同时，他还令各舰把炮火向左侧集中，要优先攻击国防军的巡洋舰编队。
中村良三的这一手十分狠厉，他充分的利用了双方的位置和交战海域的环境，迫使“巡洋舰打击编队”要么接受被对手抢占“t”字横头，要么跟着日舰转向，朝着对马岛冲去。
而且中村“集中火力剪除一翼”的打法也很快收到了成效，防护能力不足的国防军战列巡洋舰和重巡洋舰怎能受得住这样的迎头重击。
在编队中打头的“山东”号战列巡洋舰，舰艏被一发356毫米炮弹击中，顿时船头一沉，随即左转舵进行规避，身后各舰也纷纷跟随其进行转向。
在这番机动的过程中，“山东”号的右舷再挨一发410毫米炮弹，其300毫米主装甲带被击穿，造成了舰体破裂进水，轮机舱也受到一定的损伤。
所幸经过久战的日舰火力密度不足，给了倾斜失速的“山东”号释放烟雾进行规避的机会，其身后的友舰则维持在与日舰大体相同的航向上，继续与敌人战斗。
“山东”号退出战斗后，“南海”号战列巡洋舰就成为了日军关注的目标，在双方不断迫近的情况下，遭到了重击。
不过，日军在猛攻国防军巡洋舰编队的同时，自身也是要为之付出惨痛代价的。
由于日舰集火左舷方向，给了在其右后方紧追的“战列舰打击编队”更好的战机，该编队各舰借此对日舰进行了肆无忌惮的猛轰。
在这轮攻击中，日军编队末尾的“山城”号战列舰遭到了重点打击，很快就被轰得面目全非。
另一艘原本状况较好的日舰“陆奥”号，其上层建筑被横扫，主炮相继哑火。
这些损伤，导致日舰编队至此已丧失了超过八成的大口径火炮，攻击的威力急剧降低，间接的减轻了“巡洋舰打击编队”的危险。
战至约5:25，由于“巡洋舰打击编队”担心再向前行将撞上对马岛的西南海岸，便开始朝左舷转舵进行规避，不久后远离了战线，日军因此摆脱了被夹攻的境况。
借此机会，中村良三又指挥舰队把航向往右舷调整了三个罗经点，企图故伎重演，想对国防军的战列舰编队也实施压迫。
但是陈沅杰没有给敌人这个机会，始终专注战局的他迅速对敌人的动作做出了反应，率领己方舰队进行了相同的转向。
见计谋未能得逞，约15分钟后，中村良三再度把日军舰队的航向调整回来，继续朝着对马岛南端方向逃去。
这一次，陈沅杰没有在第一时间就跟随敌人进行机动，而是等到发现双方的距离有所拉远后，才指挥舰队取几乎正东的航向继续追击。
至6:20，日华两支战列舰编队相继驶过了对马岛正南方的海面。
此时在东边的海天之间，朝阳已经悄然展露出头角，约莫再过十分钟就将彻底跃上天空。
考虑到天明之后，国防军便能投入战机对日舰进行攻击，己方舰队也已经连续战斗了数个小时，可以把后面的任务交给航空队来完成了。
于是陈沅杰决定不再追击穷寇，而是带领编队调头返回了济州岛。
中村良三见对方不再追赶，便也下令调整航向，让舰队朝着距离最近的福冈港方向驶去。 中村之所以如此选择回航目的地，当然是担心会遭到国防军的空袭，想尽快的避入己方的港口。
正所谓怕什么来什么，航行中的日军舰队很快就被华夏的军机发现，随后俯冲轰炸机和鱼雷攻击机蜂拥而至。
在空袭中，本就在海战中被重创的战列舰“山城”号，又遭到来自天上的围殴，最终沉没。
在该舰旁边担负护卫的“夕张”号二等巡洋舰和“潮”号驱逐舰，也没能逃脱，同样没炸沉于海上。
其中倒霉的“潮”号，是“吹雪”型的最新成员，也是一艘才刚服役两个月的新舰。
而在此之前，在海战中最先退出战斗的日军战列舰“日向”号，在独自蹒跚返航的途中，被国防军“S68”号潜艇击沉于釜山海峡南口外。
就这样，日军在“釜山海战”中共损失了三艘战列舰、三艘一等巡洋舰、一艘二等巡洋舰和四艘驱逐舰，战后仅存的三艘战列舰也都被重创，不经过几个月的大修是很难再度出港了。
经此一战，日本海军最核心的精锐力量几乎损失殆尽，联合舰队的时代可算就此落幕。
对于这样的战局，中村良三是一定要负责任的，他也很快被解职，所遗联合舰队司令长官之位，由原第3舰队司令长官高桥三吉暂代，只是高桥接管的这支舰队已然面目全非。
在“釜山海战”中，相较于日军有十三万多吨的战舰被击沉，华夏方面竟然奇迹般的一舰未失。
国防军仅有战列舰“白驹II”号、“鹿鸣II”号和“云汉II”号，以及战列巡洋舰“山东”号和“南海”号遭重创需要返厂大修，余下各舰即便有所损伤也都无大碍。
“釜山海战”彻底决定了华日之间制海权的归属，在关乎战争结局的海上决战分出胜负后，“华日战争”的进程也将因此提速。