“宁海”、“平海”两舰被炸沉后，“逸仙”舰改作旗舰。9月25日上午，日军出动9架飞机对它进行猛烈轰炸。“逸仙”舰用仅剩的99枚空炸榴弹进行还击。令人称奇的是，舰首150毫米主炮还击落了两架敌机。不过该舰已被击中多处，舱内大量进水，后沉没江中。
抗日战争中，国人更多关注的是双方陆军和空军。其实，实力不强的中国海军在阻止日军迅速入侵过程中发挥了重要作用。
1937年日军入侵中国后认为，要置中国于死地，必须控制上海和南京。而南京国民政府也制定了相应的方案，明确指示海军要绝对确保对江阴以西长江航线的控制。为此，国民政府海军部制定了与陆战相配合的战略目标，以长江为布防重心，集中主要舰只，封锁出海口，消灭长江内的日本军舰。从此，中国海军走上了抗战前台。
沉船封江构建长江防线
“卢沟桥事变”爆发后，日本主要舰队向中国大陆沿海集结。为防止日本舰队溯江而上，中国海军高层决定阻止日军入江，但在如何封江等问题上犹豫不决，延误了时间。直到7月下旬，上海附近各军港的舰只，才陆续向江阴上游的长江江面集中。
1937年7月28日，蒋介石在南京召开最高国防会议，决定切断长江中上游日军第三舰队第11战队的退路。但不幸的是，这一军事机密被化名为廖雅权、潜伏在南京汤山温泉当服务员的日本女间谍南造云子获得。8月11日和12日两天，长江中游的日本舰船匆忙撤退。由于中方缺乏足够的警惕和协调，当海军部醒悟过来后，才发现所有日本军舰已经全部逃脱。
根据最高国防会议的精神，8月11日，中方开始实施封江前的相关准备工作，最主要的是破坏航标，以增加敌舰航行难度，减缓其前进速度。
8月12日，中国海军第一舰队与第二舰队主力等49艘军舰在江阴江面集合完毕。首批准备自沉的“通济”、“大同”、“自强”、“德胜”等8艘军舰和20艘民用舰船早已在江面准备待命。只听海军部长陈绍宽一声令下，各舰船打开水底门，缓缓下沉。由于水流湍急，首批下沉舰船多半被水流冲离理想位置，导致封锁线出现许多缺口。海军部于是又征用“公平”、“万宰”、“泳吉”等3艘民轮沉入江中构筑封锁线。同时，海军部又从江苏、浙江等省紧急征用民用船只185艘，满载石子沉入封锁线的缺口中。
海战变空战中国初战告捷
由于江阴构筑了封锁线，再加上长江两岸强大的火力，日军只好改用舰载机和陆基航空兵先进行轰炸。遗憾的是，中国海军对日军以航空兵为主的交战手段缺乏心理准备，仍然以水面舰队决战的模式安排迎战。中国海军第一舰队司令陈季良率领海军主力“宁海”、“平海”、“逸仙”等8艘巡洋舰在沉船封锁线后方布防，第二舰队的小型舰艇部署其后。
1937年8月，江阴大战拉开序幕。8月16日，7架日机贴着江面向江阴飞来，侦察我军部署。舰上水兵发炮进攻，日机不敢低飞，在高空掷下两枚炸弹后逃走。19日，日军从“加贺”号航母起飞的12架舰载机飞抵江阴要塞上空。中国军舰与要塞两岸对空火力齐发，织成密集的火网，12架飞机仓皇逃离。从16日到20日，敌机或进行侦察，或投石问路，均未发生实质性战斗。
此前，日军派出大批谍报人员前往上海至南京长江沿线各地，侦察中国军队的布防情况。特务原田直三在江阴经过数日秘密侦察，摸清了江阴要塞的布防情况。日军据此制定了详细的计划，决定于22日对中国海军进行突袭。
22日下午，12架敌机分两个编队扑向江阴要塞与电雷学校，轰炸两岸炮台和电雷学校。要塞和军舰上的中国高射炮群等防空火力立即还击，“平海”舰3号高射炮在见习指挥官刘馥指挥下，击中第三架敌机的油箱，日机在空中冒出浓烟，一头扎到山上的丛林中。山下电雷学校高空机枪火网命中敌第一编队第五架飞机，飞机爆炸后化为一团火球坠入学校食堂前方。
此役，中国海军在没有造成重大损失的情况下，击落敌机两架，使日机对中国海军有所忌惮。这也是中国海军在抗战中，以舰艇炮火首次打下日本飞机，极大地鼓舞了海军的士气。
此后一段时间，日军停止了对江阴地区的正面空袭。而中国海军则忙于补给炮弹，希望进行舰舰决战。直到9月中旬，双方都在进行备战。
海空大决战中国主力战舰沉没
9月23日，中日双方海军展开决战。日军10余艘军舰向江阴前进，“平海”、“宁海”与“逸仙”迎战。随后，日军派出4个编队共58架飞机对中国舰队进行轮番轰炸，但技术拙劣的日军不但没有一颗炸弹命中目标，反而被中国击落了7架战机。不过，炸弹散片对中国军舰造成了重大损害，“宁海”舰多处受伤，开始进水。最后舰身严重倾斜，船上官兵死伤过半，最终搁浅在长江北岸。
在“宁海”号拼死抗击敌机的同时，旗舰“平海”号也遭到日机的轮番轰炸和扫射，舰体在巨大的震波中被震出江水，又重重地落入江中。此后它在撤退过程中，再次遭到30多架飞机的围追堵截。25日清晨，“平海”舰沉入长江。
“宁海”、“平海”两舰被炸沉后，“逸仙”舰改作旗舰。9月25日上午，日军出动9架飞机对它进行猛烈轰炸。“逸仙”舰用仅剩的99枚空炸榴弹进行还击。令人称奇的是，舰首150毫米主炮还击落了两架敌机。不过该舰已被击中多处，舱内大量进水，后沉没江中。
在敌机空袭中失去大多数主力军舰以后，中国海军部长陈绍宽下令放弃“海圻”、“海容”、“海筹”、“海琛”等年久失修、缺乏防空火力的巡洋舰。9月25日夜，4艘军舰打开海底门，静静地沉入长江。随后，“青天”、“湖鹏”等舰也被炸沉。
尽管中国海军的第一、第二舰队在中日海军大战中几乎悉数被击沉，但中国海军进行的江阴抗战，打击了日军的嚣张气焰，推迟了日军的进攻速度，其惨烈程度也是少有的。亲临要塞观战的德国军官法尔肯豪森说：“这是第一次世界大战以来，我所见到的最激烈的海空战。”
江阴抗战，为江苏、浙江、武汉等地的大量工厂、企业、人员内迁赢得了时间，为中国长期抗战创造了有利条件。