1937年8月11日，海軍部派甘露測量艦、皦日、青天測量艇及綏寧、威寧炮艇破壞西周、滸浦口、鐵黃沙、西港道、狼山、大姚港、通州沙、青天礁、劉海沙到長福沙、海北港沙、龍潭港、福姜沙等各處的燈標、燈樁、燈塔、燈船及測量標桿。各艦在兩日內完成了航標的破除作業，使敵艦失去了導航標誌。 在此同時，海軍第1艦隊與第2艦隊主力由湖口與下關向江陰的集結已經完成，49艘軍艦進入了長江待命。1937年8月12日，兩個艦隊主力在江陰江面集合完畢，這次也是甲午戰爭之後海軍的第一次對外大型動員。

首批自沉的軍艦為艦齡最大的通濟練習艦、大同、自強輕巡洋艦、德勝、威勝水機母艦、武勝測量艇、「辰」字與「宿」字魚雷艇，這批軍艦大多為清代遺留的舊艦。此外，海軍還向招商局與各民輪船公司徵集20艘輪船同時自沉以構成江陰鎖線。當第1艦隊抵達江陰時，等待自沉的28艘軍民艦船已經停泊在君山江面。

12日上午8時，江陰江面各艦由平海號輕巡洋艦率領進行升旗典禮。8時整，平海艦舉行升旗儀式，各艦官兵在艦舷「站坡」，向軍旗行禮致敬。陳紹寬的上將司令旗在軍樂聲中冉冉上升到主桅頂端。

在各艦抵達位置之後，坐鎮平海的陳紹寬發出沉船命令，各艦同時打開水底門，緩緩下沉。 自沉作業一直進行的傍晚才初告結束，因為水流甚急，第一批各艦下沉時多半被水流衝離理想原位，導致封鎖線並不完整。當海軍部發現封鎖線並不完整而空隙甚多之後，又徵用了三艘民輪沉入封鎖線，在鎮江、蕪湖、九江、漢口、沙市等地繳獲的8艘日籍躉船也先後被拖到封鎖線鑿沉。

海軍部又請行政院訓令江蘇、浙江、安徽、湖北各省政府緊急徵用民用小船、鹽船185艘，滿載石子沉入封鎖線的空隙中。如果加上1937年9月25日自沉的海容、海圻、海籌、海琛艦四艘巡洋艦，在江陰的沉船封江作業之中一共自沉老舊軍艦與商輪43艘，合計噸位63800餘噸。

沉船封江後，中華民國海軍第一艦隊司令陳季良中將率領海軍主力寧海、平海、逸仙、應瑞、海圻、海容、海琛、海籌8艘巡洋艦在沉船封鎖線後方布防，第2艦隊的小型艦艇則部署其後。中國方面希望通過這種堡壘戰術發揮巡洋艦主炮的遠程打擊能力，因而大型艦艇集體下錨，幾近固定不動的水上炮台。

1937年8月13日，淞滬會戰打響。在快艇大隊副大隊長安其邦的率領下，2艘史字號快艇由內河偽裝漁船潛伏上海，15日清晨抵達黃埔江之龍華。16日上午，由海軍學校教育長兼江陰江防司令歐陽格親自帶人，在外灘一帶偵察敵艦隊情況，部署了攻擊出雲艦的方案。考慮到需要隱蔽出擊，決定由史102號快艇單獨擔任主攻，史171號快艇擔任接應。史102艇在敵艦400公尺外發起攻擊，一枚魚雷帶著濃煙擊中了日軍出雲艦邊上的一艘躉船，當即沉沒。轉瞬間，第二枚魚雷又擊出，這次擊中了出雲艦的尾部，但因魚雷威力不大，出雲艦儘管尾部受創，仍不能置其於死命。日軍根本想不到中國海軍魚雷艇會對出雲艦發動突襲，在一陣忙亂之後立即發炮反擊，史102號艇駛到九江路碼頭附近中彈擱淺。安其邦等官兵立即將船上機槍彈藥傾卸於黃浦江內，然後泅渡隱蔽，竟得以安然脫身。

雙方真正的接觸發生在1937年8月22日，下午4時05分，自加賀號起飛的日海基第2航空戰隊94艦爆12架飛至江陰要塞上空，分成3個機群襲來，撲向江陰要塞與電雷學校。

8月26日，負責長江上游警戒及破交的日軍十一戰隊的軍艦第一次沿江上溯，駛近江陰要塞，並向中國軍艦攻擊，似乎形勢正在向中國海軍高層預料的艦隊決戰發展。

9月後，規模更大的戰鬥開始。日本海軍增派艦只70多艘、飛機300多架和戰鬥人員10萬人，力圖打通江陰防線。最慘烈的戰鬥發生在1937年9月22日和23日，日海軍輪番轟炸中國海軍及岸上陣地，旗艦平海號遭到80架以上飛機的轟炸，平海號的姊妹艦寧海號也遭到至少70架次飛機的轟炸。

1937年9月22日，天氣陰沉無風，江陰戰役中最殘酷的部分揭開了序幕。

上午10時20分，瞭望台發出空襲警報，各艦炮位隨即進入一級戰備。5分鐘後，傳來緊急警報，片刻18架敵機出現在視野中，由下游向寧海、平海兩艦左舷方向撲來，這是屬於日軍加賀號上原陸基第2聯合航空隊第12航空隊的92艦攻12架和95艦戰6架。

兩艦艦舷的機炮立即調整射擊位置，將炮口對準鑽過江陰峽口幾乎呈水平狀超低空撲來的敵機。 日軍此次採用的是集團轟炸戰術，18架飛機組成緊密的隊型撲向平海和寧海艦。海軍各艦與江陰要塞立即對空猛烈炮擊。日軍機群在火網中突然分編為兩隊，第1隊由東南向西北，第2隊由北而南，以倒V形大編隊向艦隊兩面夾擊過來。海軍各艦與要塞的防空火炮猛烈射擊，均未能擊落敵機。下午4時30分，日軍第2聯合航空隊第12航空隊的92式艦攻6架與95式艦戰3架再次來襲。

9月22日這天，中國集結在江陰水面的諸艦和岸邊炮台的官兵作戰達9小時，寧海艦消耗高射炮彈400發，機槍彈8000多發；平海軍艦消耗高射炮彈265發，機槍彈4000發。敵機的空襲未造成太大損失，僅平海艦陣亡5人，傷23人。 當晚，陳季良司令召開各艦艦長會議，下令平海絕不能因為避開日機重點轟炸而降下桅頂的司令旗，各艦也不得為了機動，向上游駛去。

1937年9月23日，決戰爆發。 下午1時55分，警報聲響起，2時5分，緊急警報再起，共有敵機58架前來攻擊。中國軍艦的高射炮兵急忙開炮迎敵，但難以抵擋敵機的輪番轟炸。日機冒著猛烈的炮火，一架接一架地向中國兩艘主力艦俯衝投彈，但無一命中。反而有一架敵機被炮彈直接命中，墜入江中。第一波攻擊結束後，敵機又分散成10餘個小隊，由四面八方俯衝而下，大量炸彈隨之落在軍艦四周。

4時30分，寧海號為保全艦體，駛入水淺的八圩港，並在北岸擱淺。就在寧海號拼死抗擊敵機的同時，其他軍艦也在浴血反擊。尤其平海號戰鬥最為激烈。 因為平海懸掛著旗艦的旗幟，所以大量敵機輪番向其轟炸掃射，急欲將其一舉擊沉，使中國艦隊群龍無首。平海的高射槍炮不斷拋射出密集的火網。

25日清晨，加賀號上的日軍海基第2航空戰隊又以94艦爆、96艦攻機各8架在96艦戰4架的掩護下集中攻擊平海艦。平海軍艦高炮彈藥用盡，軍艦的下沉已經無法控制，於是駛往江北十二圩的淺灘擱淺，並且開始拆卸火炮與重要零件運往南京，參加首都保衛戰。

在空襲中失去大多數主力軍艦以後，陳紹寬總司令明白中國海軍艦隊已不可能再有與日軍艦隊進行決戰的機會了。殘餘的主力艦只，多半缺乏防空武器；9月25日，陳紹寬部長在親自巡視了擱淺的平海艦之後決心放棄這批老艦，並將艦上槍炮拆卸裝配到岸上。只有海圻艦的2門203毫米主炮，因為僅存炮彈1枚，利用價值不大，遂被放棄。

9月25日夜，這四艘名艦進行了最後一次航行。在封鎖線後方集結完成之後，四艘軍艦戰艦在凄涼的汽笛聲中打開海底門，靜靜地沉入長江。

在長江下游未被擊沉的第2艦隊各艦則放棄了等待繼續挨炸的命運，轉而將3英寸以上主炮全部卸下，以駁船運往下關；各艦的正副槍炮官與槍炮兵也前往南京集合，組成了太湖炮隊，參與保衛首都。而失去火力防護的軍艦則先後在日機的攻擊下毀滅。發生過程：

1937年8月11日，海軍部派甘露測量艦、皦日、青天測量艇及綏寧、威寧炮艇破壞西周、滸浦口、鐵黃沙、西港道、狼山、大姚港、通州沙、青天礁、劉海沙到長福沙、海北港沙、龍潭港、福姜沙等各處的燈標、燈樁、燈塔、燈船及測量標桿。各艦在兩日內完成了航標的破除作業，使敵艦失去了導航標誌。 在此同時，海軍第1艦隊與第2艦隊主力由湖口與下關向江陰的集結已經完成，49艘軍艦進入了長江待命。1937年8月12日，兩個艦隊主力在江陰江面集合完畢，這次也是甲午戰爭之後海軍的第一次對外大型動員。

首批自沉的軍艦為艦齡最大的通濟練習艦、大同、自強輕巡洋艦、德勝、威勝水機母艦、武勝測量艇、「辰」字與「宿」字魚雷艇，這批軍艦大多為清代遺留的舊艦。此外，海軍還向招商局與各民輪船公司徵集20艘輪船同時自沉以構成江陰鎖線。當第1艦隊抵達江陰時，等待自沉的28艘軍民艦船已經停泊在君山江面。

12日上午8時，江陰江面各艦由平海號輕巡洋艦率領進行升旗典禮。8時整，平海艦舉行升旗儀式，各艦官兵在艦舷「站坡」，向軍旗行禮致敬。陳紹寬的上將司令旗在軍樂聲中冉冉上升到主桅頂端。

在各艦抵達位置之後，坐鎮平海的陳紹寬發出沉船命令，各艦同時打開水底門，緩緩下沉。 自沉作業一直進行的傍晚才初告結束，因為水流甚急，第一批各艦下沉時多半被水流衝離理想原位，導致封鎖線並不完整。當海軍部發現封鎖線並不完整而空隙甚多之後，又徵用了三艘民輪沉入封鎖線，在鎮江、蕪湖、九江、漢口、沙市等地繳獲的8艘日籍躉船也先後被拖到封鎖線鑿沉。

海軍部又請行政院訓令江蘇、浙江、安徽、湖北各省政府緊急徵用民用小船、鹽船185艘，滿載石子沉入封鎖線的空隙中。如果加上1937年9月25日自沉的海容、海圻、海籌、海琛艦四艘巡洋艦，在江陰的沉船封江作業之中一共自沉老舊軍艦與商輪43艘，合計噸位63800餘噸。

沉船封江後，中華民國海軍第一艦隊司令陳季良中將率領海軍主力寧海、平海、逸仙、應瑞、海圻、海容、海琛、海籌8艘巡洋艦在沉船封鎖線後方布防，第2艦隊的小型艦艇則部署其後。中國方面希望通過這種堡壘戰術發揮巡洋艦主炮的遠程打擊能力，因而大型艦艇集體下錨，幾近固定不動的水上炮台。

1937年8月13日，淞滬會戰打響。在快艇大隊副大隊長安其邦的率領下，2艘史字號快艇由內河偽裝漁船潛伏上海，15日清晨抵達黃埔江之龍華。16日上午，由海軍學校教育長兼江陰江防司令歐陽格親自帶人，在外灘一帶偵察敵艦隊情況，部署了攻擊出雲艦的方案。考慮到需要隱蔽出擊，決定由史102號快艇單獨擔任主攻，史171號快艇擔任接應。史102艇在敵艦400公尺外發起攻擊，一枚魚雷帶著濃煙擊中了日軍出雲艦邊上的一艘躉船，當即沉沒。轉瞬間，第二枚魚雷又擊出，這次擊中了出雲艦的尾部，但因魚雷威力不大，出雲艦儘管尾部受創，仍不能置其於死命。日軍根本想不到中國海軍魚雷艇會對出雲艦發動突襲，在一陣忙亂之後立即發炮反擊，史102號艇駛到九江路碼頭附近中彈擱淺。安其邦等官兵立即將船上機槍彈藥傾卸於黃浦江內，然後泅渡隱蔽，竟得以安然脫身。

雙方真正的接觸發生在1937年8月22日，下午4時05分，自加賀號起飛的日海基第2航空戰隊94艦爆12架飛至江陰要塞上空，分成3個機群襲來，撲向江陰要塞與電雷學校。

8月26日，負責長江上游警戒及破交的日軍十一戰隊的軍艦第一次沿江上溯，駛近江陰要塞，並向中國軍艦攻擊，似乎形勢正在向中國海軍高層預料的艦隊決戰發展。

9月後，規模更大的戰鬥開始。日本海軍增派艦只70多艘、飛機300多架和戰鬥人員10萬人，力圖打通江陰防線。最慘烈的戰鬥發生在1937年9月22日和23日，日海軍輪番轟炸中國海軍及岸上陣地，旗艦平海號遭到80架以上飛機的轟炸，平海號的姊妹艦寧海號也遭到至少70架次飛機的轟炸。

1937年9月22日，天氣陰沉無風，江陰戰役中最殘酷的部分揭開了序幕。

上午10時20分，瞭望台發出空襲警報，各艦炮位隨即進入一級戰備。5分鐘後，傳來緊急警報，片刻18架敵機出現在視野中，由下游向寧海、平海兩艦左舷方向撲來，這是屬於日軍加賀號上原陸基第2聯合航空隊第12航空隊的92艦攻12架和95艦戰6架。

兩艦艦舷的機炮立即調整射擊位置，將炮口對準鑽過江陰峽口幾乎呈水平狀超低空撲來的敵機。 日軍此次採用的是集團轟炸戰術，18架飛機組成緊密的隊型撲向平海和寧海艦。海軍各艦與江陰要塞立即對空猛烈炮擊。日軍機群在火網中突然分編為兩隊，第1隊由東南向西北，第2隊由北而南，以倒V形大編隊向艦隊兩面夾擊過來。海軍各艦與要塞的防空火炮猛烈射擊，均未能擊落敵機。下午4時30分，日軍第2聯合航空隊第12航空隊的92式艦攻6架與95式艦戰3架再次來襲。

9月22日這天，中國集結在江陰水面的諸艦和岸邊炮台的官兵作戰達9小時，寧海艦消耗高射炮彈400發，機槍彈8000多發；平海軍艦消耗高射炮彈265發，機槍彈4000發。敵機的空襲未造成太大損失，僅平海艦陣亡5人，傷23人。 當晚，陳季良司令召開各艦艦長會議，下令平海絕不能因為避開日機重點轟炸而降下桅頂的司令旗，各艦也不得為了機動，向上游駛去。

1937年9月23日，決戰爆發。 下午1時55分，警報聲響起，2時5分，緊急警報再起，共有敵機58架前來攻擊。中國軍艦的高射炮兵急忙開炮迎敵，但難以抵擋敵機的輪番轟炸。日機冒著猛烈的炮火，一架接一架地向中國兩艘主力艦俯衝投彈，但無一命中。反而有一架敵機被炮彈直接命中，墜入江中。第一波攻擊結束後，敵機又分散成10餘個小隊，由四面八方俯衝而下，大量炸彈隨之落在軍艦四周。

4時30分，寧海號為保全艦體，駛入水淺的八圩港，並在北岸擱淺。就在寧海號拼死抗擊敵機的同時，其他軍艦也在浴血反擊。尤其平海號戰鬥最為激烈。 因為平海懸掛著旗艦的旗幟，所以大量敵機輪番向其轟炸掃射，急欲將其一舉擊沉，使中國艦隊群龍無首。平海的高射槍炮不斷拋射出密集的火網。

25日清晨，加賀號上的日軍海基第2航空戰隊又以94艦爆、96艦攻機各8架在96艦戰4架的掩護下集中攻擊平海艦。平海軍艦高炮彈藥用盡，軍艦的下沉已經無法控制，於是駛往江北十二圩的淺灘擱淺，並且開始拆卸火炮與重要零件運往南京，參加首都保衛戰。

在空襲中失去大多數主力軍艦以後，陳紹寬總司令明白中國海軍艦隊已不可能再有與日軍艦隊進行決戰的機會了。殘餘的主力艦只，多半缺乏防空武器；9月25日，陳紹寬部長在親自巡視了擱淺的平海艦之後決心放棄這批老艦，並將艦上槍炮拆卸裝配到岸上。只有海圻艦的2門203毫米主炮，因為僅存炮彈1枚，利用價值不大，遂被放棄。

9月25日夜，這四艘名艦進行了最後一次航行。在封鎖線後方集結完成之後，四艘軍艦戰艦在凄涼的汽笛聲中打開海底門，靜靜地沉入長江。

在長江下游未被擊沉的第2艦隊各艦則放棄了等待繼續挨炸的命運，轉而將3英寸以上主炮全部卸下，以駁船運往下關；各艦的正副槍炮官與槍炮兵也前往南京集合，組成了太湖炮隊，參與保衛首都。而失去火力防護的軍艦則先後在日機的攻擊下毀滅。