日本军国主义发动全面侵华战争时，其海军舰艇的总排水量在120万吨以上，作战飞机有640多架，实力位居世界第三。而当时中国海军舰艇总排水量仅有6．8万吨，训练飞机10余架，难以同日本海军在海上抗衡，只得将大部分舰艇(共49艘)撤入长江。其中，一部分陈旧舰艇连同征集的民船在江阴等处的航道自沉，构成航道阻塞线，其余的舰艇担任巡逻和警戒任务，严防敌军舰队溯江进攻当时的首都——南京。
1937年8月12日晚，中国海军第1舰队司令陈季良奉命带领舰队主力——轻巡洋舰“平海”号、“宁海”号、“海筹”号、“海容”号、“逸仙”号、“应瑞”号及驱逐舰“建康”号进入江阴附近江面的预定位置，开始实施封江计划。自8月16日起，敌海军航空兵不断派飞机到江阴进行侦察和扫射。中国海军予以回击，并于8月22日首次击落敌军94式舰载轰炸机1架。江阴的水上封锁线阻碍了日本海军的进攻行动。9月20日，其第3舰队司令官长谷川清命令第2航空战队的“加贺”号航空母舰(舰载战斗机12架、轰炸机12架、攻击机18架)和岸基航空兵第2联合航空队(战斗机24架、攻击机12架、轰炸机30架)互相配合，彻底摧毁江阴的中国海军舰艇及江防炮台。
9月22日8时许，日本海军航空兵开始攻击。第一批飞临江阴上空的是敌第2联合航空队的12架92式舰载攻击机和6架95式舰载战斗机。中国军舰和岸上的高射炮立即拦阻射击。经过一场舰(地)对空的激战之后，敌机退去，但“平海”号有2处被敌机所投炸弹击中。当日午后，“加贺”号航空母舰的96式舰载攻击机7架来袭江阴，又被中国海军的炮火击退。傍晚时分，敌第2联合航空队的6架攻击机和3架战斗机再度空袭江阴。中国海军官兵不顾疲劳，奔上炮位继续战斗，打退了敌机的第3次攻击。9月22日这一天，中国海军共击落敌海军飞机5架，“平海”号和“应瑞”号多处负伤。“平海”号舰长高宪申腰部中弹，伤势严重，依然忍痛指挥作战。水兵周兆发双肩负伤，仍坚守炮位，直至殉国。中国海军官兵共牺牲11人，伤23人。
9月23日晨，敌海军的2架侦察机在江阴上空盘旋约30分钟后离去。当日14时许，敌第2联合航空队以9架92式舰载攻击机和3架95式舰载战斗机压制江阴炮台的对空火力，掩护26架舰载轰炸机集中攻击“平海”号和“宁海”号。起初，日机未能突破中国海军高射炮的拦阻火力网，多次俯冲均未奏效。但中国军舰上的弹药来不及补充，高射炮和机枪因发射时间过长发烫变形以至操纵失灵。日机见中国舰艇火力减弱，便趁虚而入，疯狂地向中国军舰扫射、投弹。“宁海”号2处中弹，燃起大火，在驶往上游途中倾倒江中。“宁海”号舰长陈宏泰身受重伤，航海员林人骥等15人殉国，官兵49人负伤。“平海”号虽被击中3次，但仍继续抗击敌机的轮番轰炸。后来，敌舰“加贺”号的8架舰载攻击机和8架舰载轰炸机在4架舰载战斗机的掩护下突然飞来，猛烈轰炸正向上游转移的“平海”号。“平海”号又被击中3颗炸弹，随即烈焰四起，沉入江中。在9月23日的对空战斗中，中国海军官兵先后击退58架次敌机的攻击，共击落4架，中国海军2艘战斗力最强的军舰被击沉。
9月25日，敌海军第2联合航空队的6架攻击机在3架战斗机的掩护下，对江阴的中国舰艇发动了第6次攻击。当时，中国巡洋舰“逸仙”号正在江阴——目鱼洲之间江面巡逻。发现敌机后，“逸仙”号一边进行规避，一边发炮迎战。敌机轮番低飞投弹，被舰上高射炮击落2架。“逸仙”号被击中1颗炸弹，另有5颗炸弹在军舰附近爆炸，使舰体受到重创，随即沉没。该舰14名水兵阵亡，8人受伤。“建康”号闻讯赶来援救，但在龙梢港江面遇到敌机袭击，中弹沉没。该舰水兵9人战死，舰长、副长以下30人负伤。中国第1舰队的军舰相继沉没后，舰上幸存官兵拆下部分舰炮上岸继续抗击敌人。海军部派遣第2舰队司令曾以鼎乘坐“楚有”号炮舰紧急前往江阴接防。日本海军侦知后，于28日和29日两天中曾4次派飞机轰炸，“楚有”号官兵奋力还击。但双方实力过于悬殊，“楚有”号2次中弹后，堵漏无效，沉于龙梢港。
此后，敌海军航空兵仍不断袭击江阴，又有不少较小的中国海军舰艇在对空作战中被击沉。它们是：10月2日在目鱼沙沉没的“青天”号测量舰；同日在龙梢港——江阴之间沉没的“湖鹏”号鱼雷艇；10月5日在炮子洲沉没的“江宁”号炮艇；10月8日在六圩港沉没的“湖鹗”号鱼雷艇。10月13日，“绥宁”号炮艇在十二圩防区被炸成重伤。在江阴作战中2次中弹受重创的“应瑞”号撤至采石矶，于10月25日又遭敌机袭击，激战之后，该舰中弹起火沉没，舰上官兵15名殉国，59人负伤。防守江阴江上封锁线的中国海军官兵一直顽强地坚持战斗，有力地阻挡了日本海军的溯江进攻。12月2日，日本陆军先头部队已迂回到江阴炮台的后方，中国的陆上掩护部队也已经撤走，这时中国海军官兵才最后撤出江阴防区。于是，南京失去了一个重要的江防屏障。