เมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน เวลา 13.20 น. กองบัญชาการสูงสุด ของกองทัพปลดปล่อยประชาชนจีน (PLA)ได้รับข้อมูลว่าเรือของสาธารณรัฐจีน (ROC) สองลำ คือหลินหวยและซานไห่ได้ออกจากเกาะหม่ากง ไปยังชายฝั่ง ฉงหวู่โดยข้อมูลดังกล่าวได้รับการยืนยันจากสถานีเรดาร์โจวเอ็นไหลและจอมพลเหอหลงจึงตัดสินใจโจมตีเรือของ ROC โจวย้ำหลักการสำคัญคือ การระดมกำลังและอำนาจการยิงไปที่เรือลำใดลำหนึ่งก่อน การโจมตีในระยะใกล้ในเวลากลางคืน การหลีกเลี่ยงการยิงใส่ฝ่ายเราเองโดยไม่ตั้งใจ และการถอนกำลังก่อนรุ่งสาง คำสั่งของโจวถูกส่งต่อไปยังกองบัญชาการกองทัพเรือปลดปล่อยประชาชนจีน (PLAN) และกองบัญชาการทหารภาคฝูโจว กองทัพเรือปลดปล่อยประชาชนจีนได้ออกคำสั่งไปยังโจวเหรินเจี๋ย รองผู้บัญชาการ กองเรือทะเลตะวันออกซึ่งได้รับมอบหมายให้ปฏิบัติการในบ่ายวันนั้น^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ]}

แผนการคือการสกัดกั้นเรือของสาธารณรัฐจีนที่ระยะ 8 ไมล์ทะเลทางใต้ของเกาะอู่ฉิวประมาณ 23.00  น. จะใช้ยุทธวิธีเดียวกับการรบที่ตงซาน โจวได้ส่งทีมโจมตีพร้อมเรือลาดตระเวน 6 ลำ และเรือ PT 6 ลำ ภายใต้การบังคับบัญชาของเว่ยเหิงหวู่ ในขณะเดียวกัน กองบัญชาการฟูเจี้ยนของกองทัพเรือได้ส่งเรือลาดตระเวน 4 ลำไปยังระยะ15 ไมล์ทะเล(28 กม.; 17 ไมล์)ทางตะวันออกของฉงหวู่ และเรือลาดตระเวน 3 ลำไปยังน่านน้ำรอบตงหยินแผนดังกล่าวได้รับการอนุมัติจากกองบัญชาการสูงสุดของกองทัพปลดปล่อยประชาชนจีน^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}  

เว่ยจัดการประชุมกัปตันเพื่อจัดตั้งรูปแบบการโจมตีสามรูปแบบและมอบหมายงานให้กัปตันแต่ละคน เขาสั่งให้เรือลาดตระเวนสามลำจัดตั้งกลุ่มโจมตีกลุ่มแรก ซึ่งภายใต้การบังคับบัญชาของเขาจะยิงใส่หลินฮวยเพื่อชะลอความเร็ว กลุ่มที่สองประกอบด้วยเรือลาดตระเวนอีกสามลำภายใต้การบังคับบัญชาของหม่ากาน จะโจมตีซานไห่หลังจากที่เรือของสาธารณรัฐจีนถูกหยุดหรือชะลอความเร็วลง กลุ่มโจมตีกลุ่มที่สามซึ่งประกอบด้วยเรือ PT หกลำภายใต้การบังคับบัญชาของจางอี้หมิน จะเริ่มการโจมตีเพื่อจมเรือของสาธารณรัฐจีน^{[ 1 ] [ 5 ] [ 4 ]}

เวลา 22:16 น. ทีมของเว่ยออกเดินทางเพื่อค้นหาเป้าหมาย ประมาณ 23:14 น. เรดาร์ของเขาตรวจพบเรือข้าศึกสองลำอยู่ห่างออกไปประมาณ10.5 ไมล์ทะเล (19.4 กม.; 12.1 ไมล์)ด้วยความเร็ว12 นอต(22 กม./ชม.; 14 ไมล์/ชม.)เว่ยสั่งให้เรือปืนของเขาเร่งความเร็วเข้าหาเรือข้าศึก ซึ่งไม่รู้ว่าเรือของกองทัพเรือจีนกำลังเข้ามาใกล้ ประมาณสิบสามนาทีต่อมา ขบวนเรือของเว่ยก็พบกับเรือของสาธารณรัฐจีน เขาสั่งให้เรือลาดตระเวนแล่นผ่านระหว่างเรือทั้งสองลำและแยกพวกมันออกจากกัน ประมาณ 23:00 น. ทีมของเขาเปิดฉากยิงใส่เรือทั้งสองลำ^{[ 1 ] [ 5 ] [ 4 ]}    

จากนั้นเว่ยสั่งให้จางยิงตอร์ปิโดโจมตีหลินฮวยแต่การโจมตีพลาดเป้า ในขณะเดียวกันซานไห่เปิดฉากยิงใส่ทีมของเว่ยจากด้านหลังด้วยปืนใหญ่กว่า และยิงถูกเรือธง ของเว่ย ทำให้เจ้าหน้าที่เสียชีวิต 3 นาย และเว่ยบาดเจ็บสาหัส หลังจากที่การโจมตีด้วยตอร์ปิโดครั้งแรกไม่สำเร็จจางจึงแยกเรือตอร์ปิโดลำที่สองออกเป็นสองกลุ่มเพื่อโจมตีจากด้านหน้าและด้านข้าง ในวันที่ 14 พฤศจิกายน 1965 เวลาประมาณ 00:30 น  . เรือตอร์ปิโดลำหนึ่งเข้าใกล้หลินฮวยในระยะ 4 เคเบิลและยิงตอร์ปิโด 2 ลูกในระยะ300 เมตร (330 หลา)ลูกหนึ่งโดนหลินฮวยและเรือเริ่มจม ในช่วงเวลานั้น กองทัพอากาศสาธารณรัฐจีน ซึ่งได้รับแจ้งล่วงหน้าก่อนเที่ยงคืนเล็กน้อย ได้ให้การสนับสนุนทางอากาศด้วย เครื่องบินรบ North American F-86 Sabre 4 ลำ และLockheed F-104 Starfighter 4 ลำ นอกจากนี้ กอง กำลังกองทัพเรือจีน ยังตรวจพบ เรือพิฆาตของสหรัฐฯ 2 ลำกำลังเข้าใกล้อู่ฉิว ดังนั้นพวกเขาจึงจำเป็นต้องต่อสู้อย่างรวดเร็ว เวลา 01:06 น. เรือ หลินฮวยจมลงห่างจากเมืองอู่ฉิวไปทางใต้ประมาณ 15 ไมล์ทะเล^{[ 1 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}  

เวลา 1:20 น. เรือ ซานไห่ที่ได้รับความเสียหายแล้วได้รับแจ้งจากทีมลาดตระเวนในอู่ฉิวว่าเรือหลินฮวยถูกจม และควรล่าถอยไปยังอู่ฉิวโดยได้รับการคุ้มครองจากปืนใหญ่ชายฝั่งก่อนที่จะถูกล้อม เวลา 1:40 น. เรือซานไห่ก็มาถึงที่จอดเรือในอู่ฉิว และสามารถขับไล่การโจมตีทั้งหมดได้จนถึงเวลา 4:28 น. เมื่อรุ่งเช้ามาถึงและกองกำลังกองทัพเรือจีนล่าถอย^{[ 7 ] [ 9 ]}กองทัพอากาศสาธารณรัฐจีนค้นหาพื้นที่อู่ฉิวเพื่อหากองกำลังกองทัพเรือจีน แต่ไม่พบสิ่งใด^{[ 8 ]}

สาธารณรัฐจีนประเมินว่าจมเรือของกองทัพเรือจีนไป 4 ลำและสร้างความเสียหายอีก 1 ลำ ขณะที่สาธารณรัฐประชาชนจีนอ้างว่ามีเรือลาดตระเวน 2 ลำและเรือ PT 2 ลำได้รับความเสียหาย มีผู้เสียชีวิต 2 รายและบาดเจ็บ 17 ราย สำหรับ เหตุการณ์ที่ หลินฮวยมีผู้เสียชีวิตหรือสูญหาย 78 คน โดยมีเพียงเฉินและคนอื่นๆ อีก 15 คนเท่านั้นที่รอดชีวิต ไม่นานหลังจากการต่อสู้ เรือพิฆาตของสหรัฐฯ 2 ลำจากกองเรือที่ 7 ของสหรัฐฯคือUSS O'Brien และUSS Leonard F. Mason ได้เดินทางมาถึงและช่วยเหลือเฉินและผู้รอดชีวิตคนอื่นๆ จากน้ำ ไมและเฉินซึ่งรับผิดชอบในการปฏิบัติภารกิจได้กลับไปยังอำเภอจั่วหยิงซึ่งเจียงชิงกัวสั่งให้ควบคุมตัวพวกเขาและส่งตัวไปยังสำนักงานยุติธรรมทางทหารของกระทรวงกลาโหมเพื่อขึ้นศาล^{[ 6 ] [ 9 ]}