Каждый из советских бомбардировщиков нес по две бомбы или ракеты калибром 500 кг, сброс был произведен с высоты 7500 м и на дальности 10 миль, после чего самолеты, не меняя высоты полета, повернули, обходя японское соединение. В это время торпедоносцы заходили с кормовых углов на вражеские линкоры и тяжелые крейсеры. Атака была проведена по наведению с летающего радара с корректировкой по данным собственных локаторов. Приближавшиеся со стороны авианосного соединения самолеты были, видимо, приняты японцами за вторую волну, уточнить это не представлялось возможным из-за помех. Если они что-то и заподозрили, когда торпедоносцы внезапно отвернули, то сделать уже ничего не могли. 56 дальноходных самонаводящихся торпед уже неслось к своим целям на скорости более сорока узлов. Северов приказал постановщикам помех прекратить работу, и эфир взорвался воплями японцев. Управляемые бомбы и ракеты поразили цели в момент, когда на палубах авианосцев уже находились полностью снаряженные самолеты, поэтому эффект от удара был усилен взрывами собственных боеприпасов и пожарами от растекающегося топлива. Три подводные лодки, выдвинутые в район перехвата вражеского линкорного соединения, точно подсчитать количество попаданий торпед, сброшенных с самолетов, конечно не смогли. Очевидно, что промахов было немного, конструкция торпеды была неплохо отработана. Наибольшая вероятность отказа была у головки самонаведения, но у однокоординатных торпед она была значительно меньше, чем у противолодочных. Бесконтактный взрыватель также был надежен, поэтому большинство торпед благополучно достигло вражеских кораблей. Поскольку удар наносился торпедами, наводящимися по кильватерному следу, а корабли перед атакой не успели начать маневрирование, то попадания пришлись в первую очередь в кормовую часть корпуса, разрушая винты и рулевое управление. Почти все атакованные корабли остались без хода или же могли рассчитывать максимум на несколько узлов скорости, сопровождаемой жуткой вибрацией от погнутых валов и винтов. Теперь был выход стальных акул кап-три Ильичева, и его лодки отстрелялись 650-мм торпедами с глубины нескольких десятков метров. Применение именно таких торпед было вызвано желанием не нарушать, так сказать, чистоту эксперимента. Хотелось увидеть и оценить действие своих боеприпасов повышенной мощности. Добавить обычными 533-мм торпедами можно и позже, вероятность обнаружения противником на такой глубине, который к тому же занят борьбой за живучесть, очень мала. После атаки и маневра уклонения лодки ушли обратно на глубину около ста метров, где и затаились, выжидая результатов атаки. В это время оставшиеся две лодки, которые находились в районе вражеского авианосного соединения, осторожно поднялись с глубины и атаковали противника. Атака была проведена также 650-мм торпедами, лодки не всплывали выше тридцати метров.
