海上作戰階段 1974年1月19日清晨，南越海軍派出“陳平重”號、“李常傑”號、“陳慶瑜”號等3艘驅逐艦和“怒濤”號護衛艦，駛入我西沙永樂群島海域。其中，“李常傑”號和“怒濤”號從廣金島以北海面向我海軍艦艇部隊接近。“陳慶瑜”號、“陳平重”號則從羚羊礁以南的外海向我琛航、廣金兩島靠近。不久，他們便向我作業的漁船和漁民開槍開炮，造成我人員傷亡。
南海艦隊迅速命令396、389號兩艘掃雷艦趕赴廣金島西北海面，攔截“李常傑”號和“怒濤”號；命令271、274、281和282號4艘獵潛艦進至廣金島東南海面，監視“陳慶瑜”號、“陳平重”號兩艦。
此時的南越海軍自恃船大炮利，並且處於外線的有利陣位，並沒把我軍艦艇放在眼裡，“李常傑”號驅逐艦率先行動，開足馬力徑直向我艦艇編隊衝來。面對噸位比自己大4倍的強大對手，396、389號掃需艦毫無畏懼，勇敢地衝了上去，並再次警告其離開中國海域。
鋼板厚實的“李常傑”號並未理會警告，直接朝我方艦隊衝撞而來，致使我396號艦指揮台柱、左舷欄杆以及掃雷器等受損嚴重。接著，敵艦從我軍兩艦中間橫穿而過，駛向琛航、廣金兩島附近，放下4只橡皮艇，護送40餘名南越軍人搶灘登陸。我守島民兵奮起還擊，斃敵1人，傷敵3人。南越登陸士兵不得不狼狽逃回艦上。
登島受挫後，南越海軍試圖在海戰中扳回一局。10時22分，4艘南越軍艦突然一齊向我4艘艦艇發起炮擊，致使我方艦艇接連中彈，造成人員傷亡。面對敵我雙方的裝備差距，我編隊決定採用近戰手段與敵廝殺，命令271、274號艇分別攻擊“陳慶瑜”號和“陳平重”號兩艦，396、389號分別攻擊“李常傑”號和“怒濤”號。面對高速逼近的我方艦艇，南越海軍試圖與我拉開距離，以發揮其遠程火炮的優秀。我方艦艇發揮船小航速快的優勢，窮追不捨，不一會便與南越艦艇接近到只有幾十米的距離。我方小口徑高射速火炮迅速向敵艦開火。
271、274號艇集中火力攻擊南越指揮艦“陳慶瑜”號的主炮和指揮通訊設施，造成該艦通訊中斷，指揮失靈，被迫逃向外海。與此同時，396、389號艦也對“李常傑”號進行抵近射擊，使其甲板多處爆炸起火。就在這時，南越“怒濤”號趁機向389、396號艦發動偷襲。在這危急時刻，兩艦調轉炮口，對準“怒濤”號要害部位一陣急射，多枚炮彈擊中其彈藥艙，使其爆炸起火，基本喪失戰鬥力，開始向外逃離。我389艦邊追邊打，高速逼近到距離“怒濤”號僅10多米的距離，戰士們衝出艙室，端起機槍、衝鋒槍對準敵艦戰位猛射，手榴彈像雨點一樣砸向該艦的艙面。
南越海軍被我軍強悍的戰鬥作風嚇傻了，慌亂還擊，1發炮彈擊中389號艦主機艙爆炸起火。這時，一直在外圍觀望的“李常傑”號以為時機已到，向我389號艦奔襲而來。此時，389艦的炮彈已經打光，艦長肖德萬命令裝好僅有的深水炸彈，等敵艦靠近再予以痛擊。恰好此時，我396號艦趕來支持。“李常傑”號怕遭我兩艦夾擊，急忙掉頭逃跑。
“陳慶瑜”號和“陳平重”弓也無心再戰，分別朝西北、東南方向逃離，但傷勢嚴重的“怒濤”號被丟在後面。這時，我281號艇全速向“怒濤”號接近，用10條炮管一齊向“怒濤”號猛轟，致使該艦再次中彈起火，於14時52分沉沒在羚羊礁以南海域。
西沙海戰初戰勝利的消息迅速傳至北京，葉劍英元帥情不自禁地連聲說：“打得好！打得好！”。
登陸奪島階段 擊敗南越海軍後，中央軍委綜合研判形勢，要求前線官兵迅速發起登陸奪島作戰，收回被南越佔領的珊瑚、甘泉和金銀3個島礁，徹底肅清西沙群島上的殘敵。
收到命令後，一線官兵迅速行動，19日當天便完成所有作戰部署。20日上午，由榆林要塞區守備十團兩個連隊、1個兩棲偵察隊和部分加強分隊與民兵，共500餘人，分乘海軍艦艇和漁輪向三島開進。到達預定位置後，登陸部隊換乘橡皮舟和小舢板，在甘泉島東南灘頭登陸。守島的南越軍隊毫無鬥志，在灘頭稍加抵抗後便倉皇逃到島嶼中部的叢林中躲避炮火。我登陸部隊登島後不到10分鐘，便讓這夥敵人放棄抵抗，舉手投降。收復甘泉島後，我參戰部隊發揚連續作戰的戰鬥作風，又分乘4艘護衛艇和1掃雷艦開赴珊瑚島南側礁盤海面，再換乘橡皮舟，分3個梯隊，從該島的西南、東南及南面向入侵的南越軍隊同時發動進攻，順利收復該島，並俘虜了40多名守軍和該島的指揮官範文鴻少校和美軍聯絡官科什
緊接著，我軍又向金銀島發起了進攻。登島後，發現駐守的敵軍早已隨南越海軍艦隻逃跑。於是，我登陸部隊未發一槍一彈，便順利收復金銀島。至此，西沙群島全部迴歸祖國懷抱。
在西沙海戰中，我軍也不可避免地付出了一定的傷亡代價， 274號獵潛艇政委馮松柏和副艇長周錫通等18名官兵英勇犧牲，37名參戰人員受傷，389號掃雷艦、274號獵潛艇損傷嚴重，396號掃雷艦和271號獵潛艇輕微受損。這些為國流血的勇士將永遠被祖國和人民所銘記，彪炳史冊，輝耀千秋。
西沙海戰的戰略意義
和二戰時期太平洋和大西洋上的海戰相比，西沙海戰的規模比較小，參戰兵力也並不多，艦艇的性能也比較落後。但這場戰爭是我人民海軍在對外作戰中的第一次全面勝利，對我國，對人民海軍確有難以估量的巨大意義，有的影響一直持續至今。
首先，西沙海戰的勝利，狠狠地打擊了南越政權，不僅遏制了其對我國西沙和南沙群島肆無忌憚的侵略行徑，而且加速了其政權的倒臺，從另一個戰場支援了越南共產黨，也加速了美軍徹底退出越南戰爭的步伐，這對穩定我國周邊形勢具有重大意義；
其次，西沙海戰一戰收復全部島嶼，並實現駐兵守護，奠定了我國對西沙群島及其周邊海域控制的絕對優勢，使我國在南海中部獲得了一個穩固的立足點，扼住了越南的東大門，為我國的南海鬥爭創造並爭取了很大主動權，也為日後我國在南沙開展軍事行動和實施更宏偉的海洋戰略提供了條件。
再次，西沙海戰中人民海軍依靠得當的戰術指揮，揚長避短，以弱勝強，有力地鍛鍊和提升了我海軍部隊的遠海作戰能力，並極大地提升了海軍官兵戰勝強敵的信心。同時，西沙海戰使南海的激烈鬥爭走入全國人民的視野，其戰略地位凸顯，南海艦隊建設在海軍整體佈局中的分量加大，使我國整個的海防建設更加均衡；
最後，西沙海戰是在我國我軍均處於比較困難的條件下打贏的，勝利非常不易，但也向世界昭示，中國人民不可欺，中國軍隊不可辱，在事關國家主權和民族利益的問題上，中國軍隊無論裝備是否落後，無論對手是否強大，都將堅決出擊，直至勝利。
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