5时22分，日军3艘轻巡洋舰在离海岸6500米的距离率先向美军开火。随着岸上腾起的阵阵硝烟，受惊的黑脚信天翁发出一阵阵凄厉的叫声一哄而散，而守军仍然是静若冰封。日舰逐渐接近的消息被不停地传给德弗罗。
6时15分，德弗罗终于下达了射击命令。首先开炮的是A连，目标是早已经瞄了很长时间的“夕张”号。
虽然之前日机的空袭给美军造成了很大破坏，但美军士兵仍集中最大力量发挥了岸防炮的威力。经过一夜惊涛骇浪的颠簸，日军已略显疲态，更没有想到岛上的美军还有如此的攻击力。A连射出的两发炮弹准确命中了“夕张”号左舷，烟和蒸汽立即从受损处喷出。看到旗舰受伤，一艘护航驱逐舰迅速开过来，试图释放烟雾实施掩护，一发炮弹很快击中了这艘驱逐舰的前甲板。受伤的巡洋舰和驱逐舰迅速掉头往远海撤离。别打边撤的“夕张”号给A连造成的损害是仅有一名陆战队员负伤。
A连连长克拉伦斯·巴尼格中尉满意地记下了重创这艘日本旗舰的情景，“两发炮弹刚好落在它的左舷吃水线以上的地方，浓烟和蒸气立即从左舷喷了出来，舰艇的速度越来越慢。该舰在离岸6000米时又连中两发炮弹，差不多打在同一个地方。日舰左舷完全笼罩在喷出的蒸气之中”。
日第三十驱逐舰队的3艘驱逐舰也已进入位于皮尔岛上美军岸防炮B连的射击范围，B连随即向领头的“弥生”号炮击，这艘驱逐舰舰尾很快中弹起火。日军的反击炮火也落在美军的炮兵阵地上，破坏了美军的通讯联络，使得B连只剩下1门127毫米炮还能战斗。这几艘驱逐舰也迅速掉头，边射击边撤出美军的岸炮射程之外。
最晚射击的是位于威尔克斯岛“果鸠点”上的L连，他们选择了从南方接近的3艘驱逐舰。在敌舰距离岸边只有3600米时，美军岸炮突然打响。6:52分在三轮两炮齐射之后，第三轮齐射的炮弹准确地落在“疾风”号的舰桥和舰腹之处。在烟和水雾渐渐散去之后，威尔克斯岛上的美军炮手清楚地看到，这艘驱逐舰迅速断为两截，很快就消失在水面上。前后还不到两分钟，“疾风”号就带着舰长高冢实少佐以下共167名官兵沉入了海底。
由于几天前“淡路山”号大型运输舰已经在哥打巴鲁被英军击沉，幸运地夺去了日军太平洋战争中第一艘被击沉舰只的“光荣”称号，“疾风”号只好屈尊成为日本海军被击沉的第一艘水面作战舰艇。
几乎没费什么力量就轻松击沉一艘敌舰，这美妙的情景使得岛上的小伙子们乐开了花。炮手们禁不住欢呼雀跃，甚至忘记了继续射击。正在他们得意忘形的时候，传来了副排长亨利·比德尔少尉的吼叫，“别太高兴了，你们这帮蠢货！快回去放炮，你们当它是什么，开狂欢会吗？”醒过神来的大家于是抖起精神重新投入战斗。在胜利的鼓舞下，他们又连续击中“追风”号和一艘运兵船，迫使几艘日舰仓惶逃走。
威尔克斯岛的平民们也加入了战斗队列，他们积极为岸防炮连搬运弹药。受伤的“追风”号跑在最后边，立即成为美军炮火集中打击的目标。该舰离海岸是如此之近，以至于连机枪手也纷纷要求向敌舰射击。德弗罗当然清楚，此举除了浪费子弹不会有什么效果，断然拒绝了机枪手的请求。连中数弹的“追风”号开足马力，像旋风一般退出到美军的射程之外，“弥生”号在逃跑途中至少也被击中一次。美军的记录上显示，“追风”号和“疾风”号一样被击沉，日军则记录这艘舰只是船尾被击中，导致14名船员受伤。取得赫赫战果的L连付出的代价不过是120发炮弹和两名陆战队员轻伤。
梶冈少将本来以为，经过几天的狂轰滥炸美军应该没多少反击力量了，威克岛可谓是唾手可得。他想不到美军的反击不但使日军陆战队不能顺利登陆，反而遭受了如此大的损失。眼前的一切表示，岸上的美军火力很猛，梶冈白昼登陆的计划已宣告破产。
首席参谋小山贞中佐向梶冈建议：“敌军斗志高昂，炮台射击非常准确，我们受损不轻，若再继续强行登陆攻击，损失将更惨重。况且天气对我十分不利，依目前形势我们应该先行撤退，做好准备之后再进行第二次攻击。”梶冈对此也非常清楚，若贸然实施强攻不但没有成功的把握，还可能遭受更大的损失。权衡再三之后，梶冈采纳了参谋的意见，下令舰队返航驶回夸贾林岛。
敌军已经逃遁，没长腿的岸防炮已经够不着日本人。但是没关系，普特南少校还有4架战斗机没发威呢。本来攻击舰艇，轰炸机和鱼雷机才是主角儿，但是现在那些都没有，也只好由战斗机来友情客串了。在岸炮攻击的同时，美机已经爬升到6000米的空中进行了侦查，确信并没有舰载机的空中支援或来自岸基航空兵的打击部队。看到日舰队回头撤退，普特南少校亲自率领3名经验最丰富的飞行员埃尔罗德、撒林和弗洛伊勒驾驶幸存的4架“野猫”战斗机进行追击，每架飞机都携带有两颗45公斤炸弹。一个小时后，他们在威克岛西南方向追上了撤退中的日军舰队。
普特南少校立即驾机向“睦月”号驱逐舰俯冲过去，在450米高度上投下了两颗炸弹，并未命中。随后普特南用机枪将“弥生”号舰桥上的玻璃打得粉碎。其余3架美机也纷纷冲上前去向日舰投弹。轻巡洋舰“天龙”号的水雷炮台和“龙田”号的无线电室被炸毁。运输舰“金刚”号也未逃脱厄运，不但舰舷被炸弹击中破损进水，而且搭载的一架水上侦察机也被美军飞机的机枪击伤，5号船舱里的汽油被引燃，导致舰上烈火冲天，3名水兵被打死19人受伤。
在扔掉两颗炸弹、打光所有机枪子弹后，美军飞机都迅速返航，以最快速度重新挂弹出击。埃尔罗德上尉盯准了驱逐舰“如月”号实施俯冲攻击。发现美军战机的“如月”后似乎并不在乎，轰炸机还值得怕怕，你区区战斗机能奈我何？按道理战斗机悬挂的45公斤炸弹对战舰也真是隔靴搔痒。7：37，埃尔罗德绕到“如月”号的舰尾方向俯冲扑向甲板，投下炸弹后迅速拉起机头，如穿云箭一般扬长而去。
不知应该说是“命运眷顾勇者”还是“自作孽不可活”，仅仅45公斤重的航空炸弹竟然在舰上引起了一系列惊天动地的连环爆炸，“如月”号瞬间化为一团火球！7：42，这艘驱逐舰带着舰长小川阳一郎少佐以下167名官兵沉入大海。
如果真是那颗45公斤迷你炸弹就能炸沉一艘驱逐舰的话，那肯定将被记入战争史册了。其实不然，“如月”号在之前遭遇美国潜艇“海神”号时，甲板上已经堆满了深水炸弹。由于匆忙，加上认为不可能遭到美军的攻击，这些炸弹还未来得及放回弹药舱。埃尔罗德投下的那颗炸弹正好落在一堆深水炸弹中间，诱发了连环大爆炸。所以我们说击沉“如月”号，“海神”号潜艇也有不小的功劳。
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