为了抗击日军对爪哇岛的入侵，美、英、荷、澳联军指挥部派出的联合突击编队于1942年2月27日在爪哇海东部与敌进行一场海战(见泗水海战)。联军的“休斯顿”号、“佩思”号2艘巡洋舰撤出泗水海战后，于28日中午抵达丹戍不碌港。这时，“休斯敦”号的203毫米炮弹平均每门炮只剩50发，而“佩思”号的152毫米炮弹平均每门炮只剩下20发。指挥部命令两舰立即补充燃油、弹药，天黑后启航，驶往爪哇南海岸的芝拉扎港。这两舰补给完毕，于当日19时30分出海，准备经由巽他海峡进入印度洋。出港后不久，正在向西航进时，忽接指挥部来电：日海上部队向万丹湾接近。这是日军进攻爪哇的西路部队，编有巡洋舰2艘、驱逐舰15艘、扫雷舰等小型军舰10艘以及运输船56艘。盟军两舰指挥官意识到日军即将登陆，决定乘机前去袭击运输舰船，遂向万丹湾驶去。
“休斯敦”号和“佩思”号进至万丹湾口时，与日驱逐舰“吹雪”号相互发现对方。盟军两舰继续前进。“吹雪”号在其后面尾随，并将情况不断向上级报告。20分钟后，在巴比岛和潘姜岛之间进行警戒的日驱逐舰“春风”号，在来袭2舰和日登陆船只之间施放一道烟幕，竭力迫使来袭者远离输送船只，以确保登陆作战得以顺利进行。是夜月令14，能见度较好，乘日军调动兵力堵截之际，“休斯敦”号和“佩思”号冲进万丹湾，袭击了运载登陆兵的船只，将“佐仓”丸(7170吨)击沉，将“龙城”丸(8770吨)、“蓬来”丸(9192吨)和“龙野”丸(6960吨)重创。“龙城”丸是入侵荷属东印度的日军总司令官今村均中将的坐舰。该舰被鱼雷击中，舰体损毁严重，今村司令官及其幕僚们落水，漂游约3小时始波救起。
为使输送船只摆脱危险，在其附近的日舰立即发起火炮和鱼雷攻击，“吹雪”号发射9条鱼雷，因距离较远，均未命中。这时，“休斯敦”号、“佩思”号转向东进，“初雪”号，“白雪”号两驱逐舰冒着猛烈炮火，冲至约3500米距离，对“佩思”号发射9条鱼雷，尔后施放烟幕撤离。“春风”号、“旗风”号、“朝风”号3艘日驱逐舰集合起来，以单纵队、同航向接敌。盟军舰炮射击炽烈，日旗舰“春风”号中弹，舵机受损，自动左转，失去了发射鱼雷的机会；“旗风”号由于靠近弹激起的水柱此伏彼起，亦未能发射鱼雷；仅“朝风”号从约3700米距离对“休斯顿”号发射6条鱼雷，尔后北撤。
在此期间，日巡洋舰“名取”号也对“休斯顿”号开炮射击，并发射4条鱼雷后施放烟幕遁去。盟军2舰虽以主炮、副炮和机枪等武器全力还击，因寡不敌众，皆被击伤。日方“白雪”号驱逐舰也被击伤。
这时，在万丹湾北部水域担任警戒的日第7战队——“三隈”号、“最上”号2艘巡洋舰和“敷波”号驱逐舰匆匆赶来。当“休斯敦”号和“佩思”号正与“初雪”号、“白雪”号、“春风”号等舰酣战时，“三隈”号等3舰从1．1万余米距离发射6条鱼雷，皆未击中目标。为了冲出重围，“休斯顿”号和“佩思”号突然掉头西进，“春风”号和“旗风”号乘此机会，各发射6条鱼雷。未几，在目标附近升起数个水柱，日舰以为发射的鱼雷已经命中，迅速撤离。其实，那些水柱都是鱼雷自爆所激起的。
此后，日第7战队进行炮击，“佩思”号中弹起火，炮塔爆炸，航速降低，虽然仍可还击，但其火力已大大减弱。接着，“三隈”号等舰集中火力猛轰“佩思”号，使其多处中弹，向左倾斜。不久，“休斯顿”号也中弹起火。在此期间，日“敷波”号驱逐舰被击伤。正在这时，从孔雀港方向赶来的日驱逐舰“白云”号和“丛云”号也投入战斗，对“休斯敦”号和“佩思”号各发射6条鱼雷。两艘巡洋舰皆被鱼雷击中。
这次交锋后，日军指挥官命令各队重新装填，准备再次进行攻击。“佩恩”号这时已中4条鱼雷，奄奄一息。约于午夜，“三隈”号等舰再来攻击，“佩思”号又被击中两条鱼雷，6分钟后沉入海中。接着，日舰对“休斯敦”号进行追击。此时“休斯顿”号已完全丧失作战能力，日军以鱼雷将其击沉，结束了这场海战。
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