巡逻船果然很快把清军舰队给引了过来，大约五十多艘沙船前后错落，排成不规则的几行队列，一看就是疏于训练而且缺乏海战经验。
郑军的队形就要漂亮许多，大熕船带头，排成四列纵队，准备切割包围清军战舰。日军安宅船的炮火较弱，喜欢靠上对方战舰之后跳帮作战，因此保持了一个紧密的队形。
瓦尔加斯站在船头用望远镜仔细观察了清军的阵型，忍不住笑了出声，对着欧加略叽里咕噜说了一大通，欧加略挑要紧的翻译给许纬辰听，大意就是“此辈易与耳”。
既然“此辈易与”，那就打打看。圣卢西亚号和林升的旗舰来回打了几次旗语之后，决定由郑军正面突击分割清军战舰，日军从中路迫近敌舰逐次消灭，西班牙武装帆船从清军阵型的北侧绕行至清军后方包抄。
说是包抄，圣卢西亚号从清军侧翼经过时，瓦尔加斯就立刻下令开炮射击。五艘盖伦帆船排成一字长蛇阵，五艘船的左舷总共有四十门加农炮，瞄准各自的目标连续不停地发射。
结果可想而知。
在定海出发之前，吴千帆就曾分析过战局：整个东亚地区，除了郑家的大熕船尚可一战之外，没有能与荷兰、西班牙的战舰对抗的海军。清军水师的战斗力比起郑军尚且等而下之，何况遇到了西班牙人。
盖伦帆船属于早期克拉克战舰到后来威震四海的风帆战列舰之间的过渡类型，战力算不上威猛，但几轮齐射下来，清军已有多艘战舰中弹，有些开始倾斜下沉。
等到西班牙战舰运动到清军队列后方，郑军船队已经完成了对清军的分割包围，中间的日军也已经开始和清军厮杀。瓦尔加斯环顾了一下形势，下令各船自由行动，寻找包围圈外缘的清军落单船只逐艘消灭，尽量不要让清军跑了。
战斗的进程很快呈现出一面倒的形势。郑军在与清军的对轰当中就已经占据了优势，想要后退的清军战舰又遭到西班牙战舰拦截，除了一两艘漏网之鱼，近一半被击沉，剩下一大半降下风帆投降。日军在中间的拼杀得也很凶，靠跳帮肉搏战拿下了清军的旗舰，砍死清军苏松水师左营游击陈大谟，活捉都司王之珍。
旗舰被俘之后，剩余清军战舰斗志全无，纷纷降帆投降。蒋一正稍事审问了一下王之珍，知道吴淞口内清军战舰七十艘，出战的五十余艘，全是二、三等战舰，港内尚有一等战舰两艘，不过号称一等，也只是水手定员二十人的小型船，口岸炮台属吴淞营参将孔守义管辖，有绿营兵一千。另外，尚有三十艘战舰在崇明港内停泊，苏松水师总兵官姚自强就驻扎在崇明县城，陆上还有满汉八旗兵三千余员。
林升听完王之珍的供述，便建议蒋一正，既然崇明县城陆上防守力量还算强大，不如改变计划，径直攻取吴淞口，反正崇明水师守土有责，必定前来救援，到时候就能一举歼灭。蒋一正觉得林升此计甚妙，便令王之珍将投降的三十多艘清军船只聚拢，由东乡重利通清负责监视，跟在郑军船队之后缓缓行动。又挂旗通知各船和瓦尔加斯，向着吴淞口前进。
吴淞口的清军此时已是惊弓之鸟，逃回港口的两艘船，把清军脆败的消息带到了岸上，吴淞营参将孔守义连忙命人向松江的提督衙门求援，又让人驾船通知崇明岛上的苏松水师总兵姚自强。剩下的就是让炮台上的各处炮位严阵以待。
郑军船队很快接近了吴淞口。蒋一正从望远镜里看去，土筑的吴淞口炮台规模很大，大约有一百二十个炮位，但结构并不雄伟，比起定海招宝山炮台颇有不如。想到一百七十年后，第一次鸦片战争中的抗英名将陈化成就是依托如此简陋的炮台，与英军大战六日六夜，心中不由得生出敬佩。
战事当前，容不得蒋一正在此发思古之幽情。船队一旦逼近岸边，炮台立即开火，不过显然炮手缺乏训练，准头很差，炮弹大都掉落海中。
蒋一正也马上下令开火，郑军大小船只二十多艘和西班牙战舰一起向着炮台发起猛攻，郑军大熕船上的巨炮和西班牙加农炮的威力确实不是清军火炮可以相比的，几轮齐射下来，土筑的炮台已经开始崩塌，大炮要么翻倒，要么被倒塌的土墙掩埋。炮手和士兵们纷纷四散逃亡，孔守义拔出剑来砍人也喝阻不了。
整个炮台的抵抗只持续了大约半个小时，清军彻底崩溃，连伤亡带逃跑，所剩无几。蒋一正只能摇头叹息，心想这支清军的战力和斗志连晚清都不如。
等到岸上炮台完全熄火，众人带着士兵上岸查看。清军已经逃亡殆尽，只有十多个人在炮台后方围成一圈，似乎在保护什么。蒋一正上去一问，原来是孔守义见大势已去，已经抽刀自刎，尸身躺在地下，十几个亲近部下不忍弃之而去，因此在原地守着。
蒋一正问这些人孔守义的来历，有部下说孔守义是陕西榆林人，在南方各省当差已经十几年了，官运不畅，顺治年间已经是游击了，今年才混上了参将，不料上任没几天就遭逢惨祸。蒋一正心想，这个孔守义带出来的兵如此不堪一击，没有革退已经是幸运了。不过看在他肯死的份上，也算是以身殉国了，且作为忠臣对待，允许这些人用板车将尸身运往松江府城，向提督杨捷报告。
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