1954年3月18日，国民党海军出动1 240吨的"太"字号护卫舰、650吨的"永"字号炮舰、280吨的"江"字号炮艇各一艘挑战，处于绝对劣势的解放军海军"延安"号和"兴国"号护航炮舰立即起航迎战。10时11分，解放军炮舰开炮击中国民党海军"永"字号炮舰尾部。
因为解放军航空兵已经掌握海区制空权，"延安"、"兴国"两舰虽然发现敌侦察机一架在我舰编队上空盘旋侦察达20分钟之久，但没有引起足够重视，也未及时采取防范措施。
12时6分，"延安"、"兴国"两舰进至檀头山西南角，国民党空军4架F一47型战斗轰炸机利用山头隐蔽，突然地向我舰实施袭击。由于思想麻痹，没有及时收听空情通报，两舰对敌机来袭毫无准备。当敌机4架临空时，舰上负责对空观察的人员警惕性不高，识别能力差，误报是我机。指挥员也决心犹豫，未能按"凡事先未接到通报之飞机，均应视为敌机，并以炮火击毁之"的规定行事，及时下令开火，也未按规定下令哑射，以至第1、2架敌机投弹时，未遭到任何火力抗击。不过2舰遭到突然袭击后临危不乱，立即向第3、4架敌机猛烈射击。迫使敌机未能进入轰炸航路。仓惶投弹后即逸去。此战敌机先后投弹8枚均未命中。
此时，驻宁波海军航空团第6团歼击机2架起飞支援，在南田上空遇敌4架F-47型机。我编队展开猛烈攻击，仅2分钟，击落击伤敌机各1架，掩护"延安"、"兴国"2舰平安驶抵石浦锚地。
此次"延安"、"兴国"2舰对海对空战斗击伤敌舰l艘，消耗100毫米炮弹93发，76.2毫米炮弹11发，37炮弹19发，25炮弹17发，我舰无任何损伤。
但两舰把高炮战位人员抽调去主炮运弹，直接影响及时抗击空袭。同时炮手对空射击技术不够熟练，战术水平较低，捕捉目标不迅速。敌机空袭时，两舰16门高炮一共只打出36发炮弹，同时出现炮弹远离敌机的现象，未能充分发挥舰载高炮火力的作用，也未能击落敌机。
5月17日夜，"瑞金"与"兴国"两舰悄悄驶往檀头山补充弹药。本拟当夜补充完毕，于拂晓前返抵锚地，目的是避开白天敌机空袭，不料18日晨5时才装弹完毕，此时天已放亮，编队请示返航。前线指挥所令其自行返航。
早在天亮之前，解放军前线指挥所截获了国民党军飞机将轰炸海上大目标的情报，并且曾发现3架次PB4Y前来侦察，但这些消息并没有通报部队，甚至在"瑞金"和"兴国"返航之际，前线指挥所也没有通报航空兵加以掩护。当日天气阴，云高200米，海面有雾，视距不良。解放军前线指挥所对敌机在复杂气象条件下的作战能力估计不足，给敌机造成可乘之隙。
此时国民党军为缓解解放军舰艇对大陈岛的严重威胁，令国民党空军第11大队"扫荡"海上目标。天还未亮，12名飞行军官已经完成任务提示，刚上任不到两个月的大队长郑永达亲自领队。他本身对于F-47N战斗机并不熟悉，所以临出发前还在座舱中学习各部机件的操作方式，不过他所带领的11个僚机飞行员却是从3个中队中挑选出来的。
12架F-47N起飞出海后，发现东海上空都覆盖着非常低的云层。靠着罗盘与时间的推算，国民党军机群到达大陈空域，但飞机下方仍是浓密的云层，根本无法观察海面，所以12架F-47N仍然编队盘旋。郑永达好不容易发现一个小云洞，于是立即推头钻下，但因为那个洞实在太小，大编队并须化整为零逐次通过，如此一来使得原有队形全都散了。
1955年5月18日"瑞金"、"兴国"两舰成单纵队航行，航速10节。6时43分，他们发现敌机，距离约18千米。"瑞金"保持原航向，"兴国"号向左出列，成防空队形。6时45分，编队左舷110度发现敌F-47型飞机4架，高度50米，距编队约9千米时，指挥员下令射击。
当时从国民党军飞行员的角度往下看，远远地海面上散布着各式各样的船只，一时之间还无法辨别目标，2号机何建彝中尉突然发现右下方两点钟位置，正有船只不断向空中射来曳光弹!原来"瑞金"与"兴国"两舰指挥员因为不懂空军常识，抢先开火反而暴露了自己的位置，由于开火距离偏远，对敌机几乎不构成威胁。
郑永达当即对着距离较近的"瑞金"号俯冲而下，高度50米进入，实行超低空轰炸。本来当"瑞金"号在左舷110度，距离9千米发现低空的F-47型飞机时，就应下令规避，这时将有约40秒时间，可转约60度角，将敌机置于舰尾方向。减少被弹面积，降低蒋机的攻击效果。根据计算，敌机从90度舷角进入实施超低空投弹攻击的平均命中概率，比从0度或180度舷角进入投弹攻击的平均命中概率要大4倍，所以采取规避方法可以大大地降低敌超低空攻击的效果。但"瑞金"号却并没有加速机动，也未转向规避。敌机在距离"瑞金"号左舷200米处投下了炸弹，但只见两股爆炸水柱在船首旁激起。万幸2枚炸弹未直接命中。
何建彝和长机拉开了必要的距离，采取相近的方向和高度进入实行平桅轰炸。按照当时情况，敌机进人战斗航路有40～50秒的时间，"瑞金"舰的战术半径是25秒，完全可以从容规避。不幸"瑞金"舰又规避错了。蒋机从左舷110度舷角进入时，正确的规避方法应该是：右满舵，将蒋机置于180度舷角的舰尾方向上，然而"瑞金"号舰长却下达"左舵"的口令，以小舵角转向进行规避，结果正好把90度舷角置于蒋机的进入方向上。
由于思想麻痹，当时2舰8门25毫米高炮全部故障，没及时修复，只剩4门76.2毫米炮和4门37炮。"瑞金"舰对空射击方法也是错误的。当时应该集中朝一个威胁方向射击，"瑞金"舰用的是分散射击，以致火力密度不够。后又改用双数弹幕，以致出现射击空隙为敌机所乘。据台湾方面的报道说：何建彝看准了舰身的正侧面俯冲而来，他多坚持了一秒钟才按下投弹钮，那2枚500磅（226千克）炸弹随着飞机向前冲去!当这架F-47N快到"瑞金"号的正上方时，何建彝发现眼前的桅杆甚至高过了自己的视线!他大惊之下立即猛力抱杆，飞机擦桅而过险些相撞，并且马上看到一阵红光从下方映到座舱之内，显示强烈的爆炸已经发生，但何建彝还来不及回头张望，座机已经冲入低空云堆里去了。由于何建舞的座机在1秒钟之内就失去了踪影，所以"瑞金"号以为已将那架F-47N击落海中了。
2枚炸弹以很大的动能直接穿过"瑞金"号左舷驾驶台下的主甲板，并钻至右弦爆炸!造成整座驾驶台当场垮下，机舱内部动力操纵全部失灵。驾驶3号机的连廷华上尉则改由从"瑞金"号右舷110度进入，并降低高度至50米，在距离400米时投弹两枚，命中该舰右舷水线处，"瑞金"号舰体立即倾斜下沉。这时有的解放军忙着灭火，有的则站在淹及腰部的水中射击，蒋机被击伤。
6时52分，"瑞金"号沉没，牺牲56人，伤40人。之后，第四架蒋机向"兴国"号攻击时被击落。"兴国"舰指挥员正确进行了抗击和规避。未受损失。当日15时，在舰上引导组的配合下，解放军海军航空兵发挥其空中优势，在同一空域击落敌机一架。
"瑞金"号在服役的4年间，共参加作战9次，航行18 000多海里。中共海军党委为了表彰该舰，特别保留了"瑞金"舰名，重新赋予另一艘护卫舰。
"瑞金"、"兴国"两舰，舰炮是老式的单管76和37炮，面对敌机从两个方向超低空攻击，进行编队集火抗击，取得了击落敌机1架，击伤1架的战果。
"瑞金"舰沉没是华东军区海军创建以来最严重的损失。战斗中损失是难免的，但"瑞金"舰遭此重大损失，主要原因是"瑞金"舰指挥员临战处置上存在严重失误，缺乏在突发事变面前一个舰长所必备的良好心理素质和高度的智慧与才能。
而"兴国"舰在同样遇到空袭时正确地实施了抗击和规避，结果未受损失。实战证明，超低空平桅轰炸是完全可以被粉碎的。另一方面，在拥有制空权的情况下也不可麻痹大意。
"瑞金"舰沉没事件带来了深远的影响。此后，台湾海峡的历次海战，解放军均无千吨以上大中型军舰参加。毕竟中国传统上追求万无一失，同富于海盗冒险传统的欧洲和日本海军有根本区别。