洋舰为旗舰，以天龙号、龙田号轻巡洋舰为主力舰，以四艘白雪型驱逐舰：白雪号、初雪号、矶波号、浦波号为辅助舰还有八条内河炮舰组成的混合战队。
陆地上是四千名海军陆战队的士兵从离老山镇十余公里的江边登陆，指挥官是大队长竹下义雄大佐，这支海军陆战队的实力远超出了步兵的一个联队，不仅有众多的轻重机枪，而且有二十四门一零五毫米口径榴弹炮，有十二门三十七毫米口径速射炮，有三十六门一五零口径重迫击炮，并且还有八辆轻型战车。
空中则是从二艘航母上起飞的一个飞行团九十七架轰炸机，四十架战斗机。这次进攻的阵容可谓是豪华，目的就是一举摧毁守军的老山要塞。在前面的战斗中，老山要塞击伤了多艘海军军舰，让日军的海军第三舰队司令官长古川清中将愤怒不己，这才下令长江舰队不惜代价摧毁这个老山要塞。
在离老山老塞十五公里的江面上，日军的混合战队再次遇到了老山炮台的拦阻炮击，日军的三艘巡洋舰也不甘示弱的马上反击，而驱逐舰上的小口径舰炮在这个距离上根本打不到老山炮台，只能在江面上做“之”字型移动，力争靠近老山炮台。
那些河内炮艇的任务不是攻击老山炮台，而是协助海军陆战队对老山镇的守军阵地发起炮击，因此八艘河内炮艇都沿着长江边向老山镇方向移动。就在双方展开炮战不久，日军的第一批次三十二架轰炸机，在二十架战斗机的护航下，飞临了老山要塞上空。
王海涛当初在修建老山要塞炮台时，就考虑到了日军会出动大量的飞机前来轰炸，因此炮台都是挖空山壁后修起来的，飞机的炸弹只能扔在山头上，根本伤害不了在山洞中的重炮和炮兵。而日军军舰和炮台的炮战中也占不了上风。
炮台的洞口并不大，又隔了十几公里，想要从军舰上把炮弹准确的打进炮位，基本上是不可能的事，而炮台上二十门重炮一次齐射，炮弹覆盖的面积就可观了，虽然也很少有直接命中的，但就是近失弹也会给军舰带来一些伤害，尤其是对军舰上的水兵伤害就更大了。
飞机在老山要塞上空盘旋了一阵，找不到可以投弹的目标，一部分飞机就把炸弹投到了老山的山峰上，而另一部分飞机干脆把炸弹投到了老山镇的守军阵地上。在双方炮战进行了大半个小时后，日军的海军陆战队也到了老山镇的防御阵地前。
日军的海军陆战队也同样是沿习了日本陆军的进攻习掼，先是集中起炮火对守军阵地一通猛轰，然后则是步兵在重机枪、迫击炮和三七速
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