但是，由于盟舰官兵在战斗岗位上已达37小时，不少人双目熬红。途中杜尔曼少将给设在万隆山上的盟国海军司令部发电，声言将士们“已达到精疲力竭的程度”。27日下午3时30分，杜尔曼获悉庞大的日本运输船队和护航舰队的确切位置在马威安岛西北60海里处，立即下令
日护航舰队在侦察机的协助下，对盟军舰队的动向一清二楚。早在27日中午12时，日本水面舰艇部队就接到了由第11航空舰队派出的侦察机传来的报告
双方舰只仍在将近2。5万码远的距离上进行互射。最初，盟军巡洋舰“休斯顿”号、“厄克塞特”号、“伯斯”号以及旗舰“德鲁伊特尔”号都纷纷击中了目标，日军舰面上冒出了一股股黑烟。但是，日舰在3架观察机的指挥下，命中率远远高于盟军，“德鲁伊特尔”号及“厄克塞特”号立即被日舰炮火所笼罩。
英勇善战的杜尔曼自2月以来，就一直想与敌舰进行决斗，因此尽管形势对其不利，仍指挥各舰勇猛还击。双方交战近1小时，胜负难分，只见爪哇海面，炮声隆隆，惨烈无比，泗水血战正达高潮。
由于战场不断西移，不知不觉已进入日军运输船队躲避的海域。不能再接近了，谨慎的高木司令担心运输船队的安全，遂下定决心，向全舰发出命令
但正在这时，一发炮弹尖叫着射向“厄克塞特”号巡洋舰的锅炉，在轮机旁爆炸，14人当即被炸死，舰上8个锅炉中有6个被炸毁，“厄克塞特”号退出了战斗。混战中，一枚鱼雷击中了荷兰驱逐舰“科顿纳尔”号，驱逐舰分队长宾福特亲眼看见该舰被炸成两截，沉入大海，海面上只见落水的船员在拼命挣扎。突然，3艘日本驱逐舰出现了，英国的“伊莱克特拉”号驱逐舰在挨了一连串炮弹后也沉没了。
晚6时59分，杜尔曼重整队形，率舰队向东南方退去。日军也因高木少将担心运输船队的安全，害怕继续南下会闯进敌人的雷区，命令舰队集结，撤出战斗，向北规避，并同时从“那河”号和“神通”号各派出侦察机侦察盟军舰队的行动。
日军有侦察机的侦察，能掌握杜尔曼舰队的动向，可是杜尔曼少将没有飞机，因此他无法知道日本运输船队的位置。不久天色已暗，下午7时30分，日军旗舰“那智”号率领重巡洋舰“羽黑”号、轻巡洋舰“神通”号和数艘驱逐舰航行时，在东南方发现曾一度失去踪迹的杜尔曼将军的旗舰荷兰巡洋舰“德鲁伊特尔”号和“爪哇”号、澳大利亚巡洋舰“佩斯”号、美巡洋舰“休斯顿”号及数艘美巡洋舰。
杜尔曼少将过高地估计了日舰队的实力，认为在运输船队不明的情况下，不宜进行决战，他不断转换方向，搜索海面，试图捕捉到那群对战局至关重要的运输船队。晚10时30分，当杜尔曼率舰队沿海岸西驶时，不幸驶进盟军自己布设的雷区，一艘英国驱逐舰触雷爆炸。此刻杜尔曼的兵力已减到4艘巡洋舰，由于没有空中侦察，他们只好在黑暗中摸索前进。
28日零时40分，杜尔曼舰队再次与日军舰队相遇。日本搜索飞机发射照明弹为日本舰队指示目标，双方在炮战20分钟后，日本炮手把12枚新的特大功率的鱼雷压进雷管发射出去。随着一阵猛烈的爆炸，荷兰巡洋舰“爪哇”号燃烧着沉入海底。几秒钟后，一声巨响把“德鲁伊特尔”号炸得东摇西晃，一股火柱直冲天空。杜尔曼将军从驾驶室里向美巡洋舰“休斯顿”号和澳大利亚的“佩斯”号发出感谢协力作战的信号，并命令他们返回基地。然后，随着最后一次剧烈爆炸，荷兰旗舰沉入海中，杜尔曼和他的366名水兵葬身鱼腹。
2月28日，“休斯顿”号和“佩斯”号企图驶过爪哇和苏门答腊之间的巽他海峡，逃进印度洋。当它们绕过巴认维亚（今雅加达）西面的岬地时，遇上了靠在岸边无人看管的日军运输舰。2艘巡洋舰冲上去击沉了直射距离内的2艘运输舰。几分钟后，由3艘巡洋舰和9艘驱逐舰组成的日本掩护部队到达出事地点，随即是单方面的开火。“休斯顿”号被8英寸口径的大炮击中，舰上汽管被炸裂，接着又中鱼雷1枚，前部主炮塔座被击毁，不久又有两枚鱼雷将它的舰体炸裂。当该舰向右舷倾覆时，温斯洛海军中校被掀入海里，他眼睁睁地看着该舰沉入爪哇海底。他回忆说
与此同时，“佩斯”号也身中4枚鱼雷，正在它奄奄待毙之际，6枚鱼雷又接踵而至，“佩斯”号轰然翻沉。随行的驱逐舰“厄佛仙”号也永眠大海。
巴达维亚海战是爪哇海面进行的最后一场海战，战斗结果，盟军不仅没有阻止日军从海上登陆，反而使残存的盟军舰队再次损兵折将。爪哇岛的盟军完全处于束手待毙的境地。面对这一险恶局势，四国联合海军司令部只有下令剩余舰只向澳大利亚突围。
但是已经来不及了。以航空母舰“赤城”号、“加贺”号、“苍龙”号、“飞龙”号为中心的南云舰队以及近藤指挥的第2舰队和南方部队本队，为歼击从荷印地区向澳大利亚逃跑的残余盟舰，并防止美太平洋舰队前来增援，已奉命向爪哇以南海面出击，盟舰队已经到了日暮途穷、山穷水尽的地步。
3月1日凌晨，在泗水海战中受伤的英巡洋舰“厄克塞特”号在它的两艘僚舰的护卫下从泗水起航，准备取道巽他海峡逃往澳大利亚。上午10时左右，3艘盟舰在马威安岛西北方被日本高桥中将指挥的第3舰队及第5舰队发现，结果3艘盟舰悉被击沉。
3月2日晚，南逃的英驱逐舰“斯德伦戈华特”号在数分钟内被日舰炮火击沉，2小时后，美轻型巡洋舰“麦浦尔海特”号正企图利用夜幕掩护逃匿时，被日舰探照灯光捕捉，第2弹就命中了舰桥，仅7分钟，该舰就沉入波涛之中。
3月3日，从南云舰队起飞的280架飞机又攻击了爪哇岛南岸的芝拉扎军港，把大约20艘盟军舰船一网打尽，彻底解除了盟军在爪哇地区对日军的海上威胁。庞大的盟军舰队在日军的猛烈攻击下，支离破碎，倾家荡产，仅有4艘驱逐舰侥幸逃出爪哇海。
盟国舰队崩溃之后，整个爪哇就像一只熟透了的果子一样落到了日本手里。3月1日，日军在爪哇登陆。3月9日，在巴达维亚，荷兰正式放弃了东印度群岛，从而结束了对该群岛三个世纪的统治。来自爪哇的最后一个消息是一家商业电台广播的“本台现在关闭”，一个声音说 ——
第十九章 空袭东京
在这几个月里，日本每取得一次新的胜利，东京的市民们就排着长队，挥动着旗子，踏着冬雪，来到皇宫的城门前举行庆祝大会。大东亚共荣圈正在迅速地确立，似乎显示了帝国军事力量的不可战胜，全国上下都沉醉在第一阶段战果辉煌的美梦中。由于胜利的速度和规模都超出了原来的预料，使日本军政当局滋长了自满和过分自信的情绪，原本存在于海军和陆军间对战争方式和有关作战指导构想的对立，又开始表面化了。
早在太平洋战争爆发前，山本五十六就曾对近卫首相说过
山本五十六心中十分清楚，日本政府根本没有决心同美国停战。在这种情况下，作为一名军人，山本像他过去多次违心地但不消极地服从那样，再次强打精神筹划在军事上打败美国。虽然偷袭珍珠港的战果超出了所有的预料，几乎击溃了美国太平洋舰队，但美国海军的航空母舰却丝毫未损，这使山本感到不安。他意识到以瓦胡岛为基地的山姆大叔的战斗部队仍有很大的战斗潜力，尤其是其航空母舰的存在，对日本海军构成了强烈的威胁，它是美国还能够与日本抵抗的可依赖的力量。要想迫使美国停战，唯一的办法就是将美国海军的航空母舰彻底打垮。以目前日本海军的实力，这应该是不成问题的。1941年12月底，山本五十六在写给他的侄子高野气次郎的信中写道
“第一阶段进攻菲律宾、香港、马来西亚和荷属印度尼西亚的作战，我认为并没有多大问题。事情成败的关键，在于第”阶段，还需要做好充分的精神和物质准备……
“在第二阶段中，也并不完全取决于军事上如何，而需要军政双方相互配合，齐头并进。问题是有没有能够审时度势、认清形势、抓住时机、处事果断的人……”
作为联合舰队的司令官，山本五十六开始设想第二阶段的军事作战。1月5日，山本的参谋长宇垣缠接到命令，立即拟定第二期作战计划。宇垣在这天的日记中写道
此时，在帝国参谋本部上层围绕着在“第二作战阶段”应该采取什么战略这个问题上展开了激烈的辩论。陆军参谋本部鉴于陆军的主要假想敌是苏联，反对海军在海上的进一步扩张，提出了北进的主张。陆军的想法是
海军军令部提出了一项野心勃勃的计划，这一计划要求攻取澳大利亚。军令部认为，夏威夷一战后，美国必然要以澳大利亚为基地对日本进行全面反攻，时间可能在1943年春季以后。因此，在此之前，日本必须拿下所罗门群岛、新喀里多尼亚岛、斐济群岛、萨摩亚群岛等岛屿，以防止美国向澳大利亚部署空军，尽可能地把澳大利亚孤立起来，切断美国和澳大利亚间的联系。陆军参谋本部对这样一项大规模的作战计划十分惊讶，他们以无法再派出十几个师团到澳洲及其四周的岛屿上为理由拒绝了这项计划。
进攻印度洋的计划最初是由联合舰队司令部提出的。依照这一方案，需要陆军出动5个师左右的兵力，攻取锡兰岛（今斯里兰卡），将英国的东洋舰队引诱出来，一举加以全歼，以便同从高加索南下中东的德军携起手来。但是陆军对此反对更烈。有人说太平洋战争是由不懂得海战的人挑起的，由不懂得航空的人来作战的。陆军对于东南亚诸岛屿的作战并不感兴趣，也没有进行过很好的研究，陆军的出发点是，相信