船队在江面上行驶了五天，沿途多次遭遇小股清军，这些小船跑得快的转入小河逃生，跑得慢的全部被击沉。第六天中午，船队已经接近镇江的京口。京口是江南清军最重要的据点之一，是汉军八旗的驻地，同时还有水师驻扎。吴淞口战役以来，京口汉军八旗将军王之鼎和水师总兵侯袭爵多次派兵南下支援，但都被明军击退。
十六年前郑成功到达京口之时，清军曾用“铁索横江”的办法阻挡郑军，但并无成效，郑军用利斧劈断铁链，顺利通过。这一次俞鼎臣送慕天颜回江宁，沿途并未见到铁索，项绍宽判断可能是清军知道这招没有作用，干脆放弃了。
京口江面开阔，但江心有一个巨大的沙洲，清军已经在沙洲上建了数座炮台，将战船罗列在沙洲两侧，准备迎战。
项绍宽在望远镜里看到清军的部署，心知清军也是孤注一掷，若此战获胜，清军在长江水面的全部战力都要归零。于是下令打旗语，由西班牙战舰居中轰击炮台，郑氏水军与日本水军两翼包抄，与清军战船交战。
军令一出，蒋一正和郑克臧都立刻作出反应。西班牙战舰转变为横阵，用侧方对着炮台，开始火力覆盖。郑克臧第一次指挥作战，既紧张又兴奋，催着姜承志翻译给东乡重利听，要日军船只改作雁行队列，跟着自己切入清军船队之中。
郑克臧这个打法，倒也是水师作战的标准阵势之一，只是这是一种恃强凌弱的打法，以雁行船队分割敌军，然后各个击破。若是清军水师火力强大训练有素，则打头的日本旗舰必然遭受围殴。所幸，清军水师本来船只就偏小，训练水平也差，更兼在增援吴淞口和崇明的时候已经两次败给明军，士气低落。双方一经交火，就有清军船只开始逃离，剩下坚持作战的，大多中炮起火，船上清军或降旗投降，或弃船登岸，局面混乱不堪。
项绍宽这一边的战局大同小异，清军战船素来不是郑军大熕船的对手，挨了几炮之后，就四散溃逃。江心洲的炮台也是临时工事，很难抗住西班牙重炮的轰击，一炮下去砖土飞扬，狼狈不堪。
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