这一轮轰炸结束之后，振国军损失的飞机总和近四十架，受伤八十多架，受伤的飞机还可以继续升空的占到一半，另有十架左右可以暂时修复继续使用，但需要一定时间，二十架左右则暂时无法升空，必须进修理厂长期修理。
这样振国军可用的飞机数量只有三百架，司令部已决定在天黑之前，再组织一次大规模轰炸，这次轰炸将一次性出动三百架左右战机，而此前将由七十余架舰载机继续执行一次空袭任务的计划也取消，因为时间已经来不及了。
由于舰载机起降一个来回至少需要两个小时左右时间，所以舰载机也不再单独执行轰炸任务。
这次轰炸结束飞机返航之后，各机场都抢时间进行了最后一次在白天进行的油料补给和弹药挂载，为飞机轰炸争取时间，修理厂也在积极抢修受损飞机。
到了六点左右，三个飞行团再次飞临联合舰队上空，而此时他们离上海的距离只有四百公里左右了。
这次的轰炸几乎属于无缝连接，三个飞行团轰炸结束之后，夜幕已快降临，天空渐渐变得混暗起来，第二波飞机抢在天黑之前进行了最后一轮轰炸，这次振国军一共向日舰投下五百吨炸药。
由于此前轰炸的主要目标是大型舰艇，而大型舰艇击沉一艘需要的弹药量大大超过中小型舰艇，所以这一次轰炸面已大范围波及到五千吨级一下的舰艇，大部分都是两千吨级左右以及以下吨位的舰艇。
三十艘左右的中型驱逐舰和巡洋舰也成了此次轰炸的重点，在第一波轰炸之中，挂掉了十几艘，第二波轰炸时又挂掉了十艘左右，只剩下两艘五千吨级驱逐舰和一艘八千吨级巡洋舰，因为这次主要开始针对的是中小型舰艇，所以鱼雷开始发挥巨大左右，因为这些中小型舰艇没有厚重的防护装甲，被鱼雷准确命中之后，很难再有战斗力。
如果用炸弹轰炸小型舰艇，因为目标太小，反而效果不好，所以第二波飞机携带了大量鱼雷，如果不是轰二型轰炸机只有最多两个鱼雷外挂装置，他们会全部带上鱼雷，第二波的轰炸机携带的要么是两枚五百公斤重鱼雷，要么是两枚二百五十公斤鱼雷，其它的都是炸弹，战斗机则只能携带炸弹，它没有鱼雷外挂装置。
最后一轮轰炸，鱼雷发挥了绝对主导作用，炸弹一般都用在了吨位较大的舰艇上，一共投下了近两百枚鱼雷，七十枚以上命中目标，但有些是重复命中同一个目标。
最终造成联合舰队损失五十余艘战舰，剩下舰只不足两百艘，这时小型舰艇由于体积小，转弯能力强，反而更加容易躲避鱼雷攻击，所以剩下的几乎都是两千吨级以下的炮艇，三千吨级以上的舰艇只有十艘左右幸存。
振国军这次的损失也是最大的，二十三架飞机坠落，五十架飞机受伤，剩下可参战的飞机只有两百六十架左右了，而到了夜间战斗机几乎只能起到护航左右，他们的炸弹几乎无法命中目标。
空军轰炸机的设计本来是对地攻击为主的，本来不能携带鱼雷，不过轰一的设计本是针对日本庞大的海军舰队而定的，所以与二战时的飞机有些区别，它既能携带炸弹轰炸地面设施，也能携带鱼雷轰炸水面舰艇，但只能携带两枚鱼雷，这次全部都带上了两枚五百公斤鱼雷，剩下的都是炸弹，而战斗机是没有鱼雷外挂装置的，所以不能携带鱼雷，只能携带炸弹。
而飞机在夜间起降也比白天耗费的时间要久，所以到了夜间飞机不再用大规模轰炸方式，而是以一个飞行团为单位进行轰炸，这样也可以让飞机错开时间起降和补给，在夜间同一个飞行团轰炸的间隔时间扩大到了三小时以上，但如果是在日军逼近上海之后，飞机飞到东海上空的时间可大大缩短，除去起降的时间，飞机轰炸间隔可缩短一半左右时间，轰炸密度也会加强。
吉松茂太郎望着海面上熙熙攘攘的星星，此时才稍稍松懈了一些。
“天终于黑了，支那人的魔鬼飞机估计还需要三个小时才能进行下一次轰炸，飞机在夜间的轰炸效果会与在雾区的效果差不多，我军的损失终于可以大大降下来了。”吉松茂太郎望着海面上依稀可见的舰只感慨了一声。
当时浩浩荡荡的联合舰队在十几个小时之间，便只剩下了不足一半的舰艇，主力战舰更是几乎全军覆没，使得吉松茂太郎的心也是十分凄凉，而他们此时离上海港的距离还在三百五十公里左右，还需要长达八个小时以上才能逼近航母，这期间还需要遭到多次空袭。
随后的夜间空袭比白天果然要困难得多，炸弹很难命中目标，只能依靠鱼雷进行攻击，而鱼雷的挂载量也有限，每次轰炸的效果都远远低于白天，一个飞行团的轰炸仅仅造成联合舰队损失五六艘舰艇，而且借着夜空的掩护，飞机很难区分舰艇的吨位，难以找到大吨位舰艇有针对性地攻击。
不过随后飞机开始向下方投放照明弹，以照亮附近的海空，增加命中率，不过效果似乎也不大。
而随后反潜直升机借着夜幕的掩护也开始频频出动上阵杀敌，寻找日军潜艇进行捕杀，四架反潜机每次出动都要绕过日军舰队，在附近海域搜索，然后发射鱼雷攻击，日军潜艇此时拖在了舰队后面几公里外，因为每次轰炸来临，他们都要躲入水中暂避一时，等轰炸结束才浮出水面加快速度航行。
但也难免逃过飞机的攻击，此时十二艘潜艇也只剩下八艘，随后反潜机加入追捕之后，潜艇已几乎无处藏身，联合舰队干脆放弃了这几艘拖后的潜艇，主力舰队一路前行。
反潜机对潜艇的优势十分明显，撵着潜艇四处逃窜，侦察机加入围捕之后，潜艇的位置很容易被锁定，经过五六轮的追逐游戏之后，日潜艇失去了战斗力，几乎全部报废，反潜机的任务也完成，开始加入了对付日舰的战斗。
不过有两艘潜艇干脆一直浮出水面航行，借着夜色的掩护混进了联合舰队水面舰艇里面，此时飞机也把他们当做水面舰艇了，因此没有加以区别对待，致使他们逃过了一劫。
白天时反潜机速度慢，很容易被舰炮击中，所以未加入战斗，夜晚他们可跟在飞行大队后面投放鱼雷攻击，效果也还不错，起码增加了一部分轰炸能力。
而到第二天凌晨四点左右，唐级潜艇和振国军驱逐舰不得不开始主动出击，因为日舰离上海港的距离已不足五公里，不过此时的日舰在夜间经过多达五百架次的轰炸，实力减损也较大，还剩下一百二十多艘战舰，正在气势汹汹的朝航母舰队扑来。
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