李恒見狀大喜，只要從正面沖破了戰陣，便可對宋軍水師追亡逐北。在以往的戰事之中，一旦戰陣正面被突破，宋軍便會四散而逃。眼見對方陣腳松動，他如何不喜？在這一上午的戰斗中，元軍水師損失并不大，只損失了三百余艘輕快船和火戰船，卻擊毀和俘獲宋軍五百余艘戰船。只需要再加一把力，便可讓士氣低迷的宋軍了無戰意。為此他一面令岸上步騎開始攻城，以牽制江陵城頭的火力，另一方面下令全體戰船急攻，務求將宋軍水師一舉擊潰。
密密麻麻的元軍戰船壓來，讓宋軍水兵們心生怯意，有的掉轉船頭逃跑，卻被后方的督戰隊阻。高達此刻內心絕望，他明白鐵腕手段只能延緩卻不能阻止失敗。他抗蒙十余載，大小戰陣經歷上百次，并不是個怕死之人，但屢次失敗已消磨了其斗志，不再愿意作無謂的犧牲。眼見事不可謂，他一面下令死戰到底，一面示意身邊的親信做好準備。他準備移座到早已準備好的快船之上，向上游逃去。霹靂軍僅有一個步兵團協助守城，他對江陵能否守住并沒有信心。
正在這時，一艘快船竄到了他座船旁邊，上面一名水手高聲呼喊他的名號，并請求出戰。高達見了他的霹靂軍服飾，隱約記得這是來援的霹靂軍營長，便急急同意其所請。與朱襈孫一樣，他也認為霹靂軍援軍的到來能鼓舞士氣，但不會改變扭轉戰局。既然這幾百人愿意上去送死，便讓他們前去吧，正好可以掩護自己逃跑。避讓的號令，讓陣列中央的宋軍水師戰船求之不得，紛紛往兩邊退去，有的乘機向側后方退去。傾刻之間，陣列中出現了一條寬闊的水道。旗語之下，霹靂軍水軍營的三十余艘大小戰船快速魚貫而下，在最前面列成了一字戰陣。
江陵城外的長江水面寬達數里。四千余艘元軍戰船布滿了整個水面，形成了一個長寬各數里的船陣。最前面的是輕快船和火戰船，他們在上午與宋軍作戰中損失慘重，只剩下了三百余艘。此刻這些輕快船被江風鼓蕩著船帆，又在槳手的拼命劃船下，正步步往江陵城逼來。緊隨其后的是數百艘大型戰船，這些戰船少部分裝備了火炮，大部分裝備的是弩炮和投石機。在它們之后的是元軍戰船的主力，船上坐滿了密密麻麻的弓箭手和士兵， 主要用于跳幫作戰。
由于溯水加上并非順風，元軍輕快船的速度并不快，這就給了霹靂軍戰船從容排陣的時間。當元軍戰船逼近到二里內時，霹靂軍的兩個火炮戰船連開火了。兩個連共有八艘火炮戰船，兩舷共裝有八十門輕型炮，一側便是四十門。輕火炮威力雖不如重炮，但噴出的彈雨仍然不可小覷，隨即在密集的元軍輕快船之中引起一片混亂，讓不少戰船或因無人操縱或因相互碰撞而翻覆。幾艘火戰船因火油罐被擊穿，而燃起熊熊大火，在元軍之中引起了更大的恐慌。借著敵人慌亂時刻和順風順水的優勢，霹靂軍的十艘火戰船迅速接近元軍陣列，并在噴光猛火油柜之中的火油，焚燒了二十余艘敵船后快速返回，竟然毫發無損。
元軍士兵戰斗韌性極強，被如此吊打反倒激發其兇悍之氣，他們不肯退卻半分，反倒駕船拼命往沖前鋒。沖到一里處時，機槍戰船連的十六挺水冷型重機槍開火了。密集的火力之下，元軍輕快船上的士兵死傷狼籍，火戰船也被打得燃起大火，泄出的火油在水面上燃燒。元軍的輕快船中還藏有幾艘爆破船，也在大火之下被引爆，劇烈的爆炸將周圍的船只撕成了碎片，爆點半里之內的船只也在巨大的水浪之下被掀翻。
眼見形勢急轉直下，李恒急令全軍壓上，又令火炮戰船沖到最方。他雖不知這些強悍火力戰船乃是霹靂軍派來，卻也知道不能讓這些船再從容發射。如果不解決這個隱患，船只人員損失倒是其次，軍心士氣必將一落千丈。他已看出對方火器射程不過兩里左右，與已方火炮戰船的射程大致相仿。李恒手下有自制和繳獲自宋軍的火炮戰船二十余艘，裝備有火炮二百余門。他相信只要進入射程，在集火之下，幾輪炮擊便能將對面那些火器船送入江底。
元軍大型戰船集體壓上，卻被前方四處亂竄的輕快船擋了航道，李恒惱怒之打出旗語，讓輕快船退向后方。十余艘失去操作人員的元軍輕快船順水飄流，被已方前進的戰船盡數撞沉。眼見黑壓壓的元軍大型戰船緩緩而來，聲勢十分駭人，這讓士氣剛有上升的宋軍士兵又驚慌起來，不少人又準備腳底抹油了。高達喝住正欲駕船逃跑的親信，又強裝鎮定，下令堅守陣腳。他心中既懷疑霹靂軍能否抗住元軍的進攻，又期盼勝利天平倒向已方。“蟻多咬死象”，霹靂軍戰船雖然強大，但元軍如此之多的船只，怕也是應付不過來。在力量對比中，高達已視麾下軍力為無物。
就在高達思忖的當口，只見五艘霹靂軍梭形小船，借著順風順水，如離弦之箭往下游元軍船陣而去。這五艘小船齊頭并進，相互之間距離在半里左右。站在岸邊山丘上指揮的李恒也知來船絕非普通快船，而極有可能是火戰船或自爆船，急急打出旗語命令集火擊沉這幾艘來船。眼見元軍準備射擊，這些小船上的霹靂軍士兵紛紛縱入水中，任由小船徑直往下飄去，此時兩方距離尚在二里左右。與霹靂軍一樣，宋軍和元軍的火炮都裝在兩舷。此時元軍的火炮戰船正在兩里外調整船頭，準備將船橫在江中，以待發射。
炮兵尤其是戰船炮兵是個技術兵種，需要長時間的訓練。面 對隨波浪漂忽不定的霹靂軍小船，元軍火炮戰船上的炮手們急得滿頭大汗，卻難以瞄準，倉促發射出去的炮彈也難以擊中目標。元軍戰船指揮官見狀，急令將實心彈改為霰彈。密集的霰彈過處，小船倒是滿身彈片，卻并沒有影響其繼續順水漂下。李恒打出旗語命令火炮不要停止發射，又令退后的輕快船前上阻擊。在距元軍戰船陣約半里之時，終有霹靂軍兩艘小船因漏水嚴重而沉沒，但其余三艘徑直沖入戰船陣列之中。此時去而復返的元軍輕快船才剛剛趕到。