炮擊編隊由三艘大型防空巡洋艦，五艘重巡洋艦以及四艘驅逐艦組成。按照談仁皓的想法，這雖然只是第一特混艦隊的一部分戰艦而已，但是必須要讓島上的日軍意識到，他們遭遇到的是唐帝國主力炮擊艦隊的打擊，因此各種戰艦要齊全，而且炮火要猛烈。這樣，才能夠給日本人造成假想。
“硫黃島海戰”（與日本第一航空艦隊戰役的稱呼，而廣義上的“硫黃島海戰”包括了後面的部分）結束後的第五日，艦隊轉向，朝著硫黃島南面大概四十五海里處的南硫黃島殺去。南硫黃島是火山群島最南端的一座島嶼，再向南就是馬里亞納群島了。這是一座有著猛烈的地質活動的島嶼，附近海底有好幾座活火山，隨時都有可能噴發。原本，這是一座毫無價值的島嶼，可在戰爭中，南硫黃島就是硫黃島的南大門。為了確保硫黃島的安全，日軍在南硫黃島上部署了一支大概500人的守島部隊。這支部隊除了守衛島嶼之外，最重要的職責就是監視附近的海域。
艦隊航空兵在上午轟炸了島上的日軍營地，以及一些海岸炮塔，兩處防空陣地。隨後，炮擊艦隊在下午就到達了島嶼西面15海里的海面上。三艘“李靖”級大型防空巡洋艦首先開火，接著，五艘重巡洋艦上的主炮也開火了。驅逐艦沒有參加炮擊，一直在艦隊外圍巡邏，防止艦隊遭到日本潛艇的偷襲。“程知節”號沉沒之後，驅逐艦上的官兵也緊張了很多。
炮擊的訊息傳回來之後，談仁皓就先率領艦隊向西面撤退，同時讓偵察機部隊做好了準備。如果日本聯合艦隊要南下的話，那也會在夜間南下，而不會在白天南下。因此，要想找到日本聯合艦隊，那就得依靠水上飛機。
南硫黃島遭到猛烈轟炸與炮擊的訊息飛速傳遞到了山本六十五的手裡。而他收到的電報與實際的情況有一點點差別，而正是這一點點差別，最終讓山本六十五做出了一個非常重大地決定，一個決定了日本聯合艦隊，也決定了日本海軍命運的決定。
早在“琉球海盆海戰”中，山口聞多就向山本六十五彙報，唐帝國第一特混艦隊擁有至少五艘主力艦（當時，日本的飛行員將外表高大的“李靖”級大型巡洋艦判斷成了主力艦）。山本六十五並不相信。因為唐帝國根本就不可能擁有這麼多的主力艦。第一艦隊的那些戰艦都沉在了那霸港裡，而第三艦隊全軍覆沒，第二艦隊逃回去的主力艦隻有三艘，後來還都被消耗掉了。就算唐帝國擁有世界上最龐大的造船工業體系，也不可能在一年地時間裡就變出幾艘主力艦來吧！為此，山口聞多還被訓斥了一頓，山本六十五認為他在謊報軍情，而且為此洗脫第一航空艦隊慘敗的罪名。
接著，在五天前的戰鬥中，日本飛行員再次報告。唐帝國第一特混艦隊裡有數艘大型戰艦。而且其中肯定有主力艦。這些飛行員也都將高大的“李靖”級大型巡洋艦當成了戰列艦或者是戰列巡洋艦。不過，有幸殺到唐帝國艦隊上空，而且再安全的逃回去的日本飛行員並不多。而第一特混艦隊又分成了兩個航母打擊群，所以並不集中。那些飛行員在遭到攔截的時候又萬分的緊張，自然無法準確的判斷出第一特混艦隊裡到底有所少艘主力艦。連淵田美津雄都沒有能夠給出一個準確的數字，在他提交給山本六十五地報告中只是說道，唐帝國艦隊裡至少擁有五艘以上地主力艦，以及十多艘重巡洋艦。
兩份同樣的報告讓山本六十五猶豫了。日本情報部門也在“琉球海盆海戰”之後向聯合艦隊提交了情報，唐帝國新一級戰列艦已經接近完工，將在近期服役。另外，重新回到了那霸港的唐帝國海軍正在設法打撈那些沉在港口裡地戰艦，而且已經有兩艘戰艦被拖進了船塢。正在進行大修。
這次，當南硫黃島上的駐軍將訊息再次發來的時候，山本六十五不得不“相信”，唐帝國新建造的戰列艦已經提前服役了，說不定還有幾艘打撈起來修復後的戰艦加入了艦隊。因為，在那封電報中，南硫黃島上的日軍駐守部隊表示親眼看到了海面上的三艘龐大的主力艦，而且那些主力艦打來的炮彈威力明顯要比重巡洋艦上的主炮炮彈威力大很多，是屬於200毫米口徑以上地主炮炮彈。
山本六十五也知道。唐帝國在戰爭爆發前就在建造一艘戰列巡洋艦（這是日本根據“李靖”級的初始設計引數做出的分類），而這艘戰艦將裝備280毫米口徑的主炮（按照這個標準，在西方就已經可以被稱為袖珍戰列艦了），排水量超過了兩萬噸。當然，山本六十五並不知道，“李靖”級在建造的時候做了修改，主炮口徑降低為240毫米，而且排水量也減少了一些，搖身一變，成為了防空巡洋艦，而不是以前計劃中的“超級巡洋艦”。當然，在山本六十五的眼裡，這種能夠在15000米的距離上對付日本聯合艦隊“金剛”，級戰列艦的大型戰艦就是主力艦。
山本六十五還有一點不清楚，當時唐帝國擁有八艘防空巡洋艦（現在是七艘，戰沉了一艘），而不是五艘（日本情報部門並不知道有三艘才剛剛加入第一特混艦隊）。結果，當這麼多地情報送過來的時候，山本六十五不再有絲毫遲疑，立即就率領聯合艦隊從婿島列島西面海域全速南下，尋找唐帝國海軍的主力艦決戰！
直到這個時候，山本六十五仍然認為戰列艦是海戰戰場上的主宰力量。他一直認為，只要擊潰了唐帝國的那支“主力艦隊”，他就將獲得制海權！
炮擊持續到了傍晚，隨後炮擊編隊就全速撤退，朝航母編隊靠了過去。在撤退的時候，炮擊編隊裡的八艘巡洋艦都把水上飛機派了出去，尋找茫茫大海中的日本聯合艦隊。按照談仁皓的設想，山本六十五肯定會在夜間接近南硫黃島，對付炮擊編隊。而炮擊編隊自然不會笨到繼續留在南硫黃島附近海域。等待挨“大和”號上那超過一噸重的主炮炮彈的轟擊。
七點五十分，談仁皓收到了第一封電報。這是由海軍司令部轉發來地一封潛艇電報。一艘接到命令後，冒死進入火山群島東北部海域搜尋跳傘飛行員的潛艇在躲過了數架反潛巡邏機之後，在向西北方向撤出的時候，遇到了日本聯合艦隊。因為潛艇上有幾名飛行員，而且這艘潛艇之前就在日本東北部海域執行了近一個月的破交作戰，就只剩下了兩條防身用的魚雷（一般的情況下，潛艇艇長都會在返航的時候留下兩條魚雷）。潛艇沒有攻擊日本聯合艦隊。而是安靜的呆在海底，直到日本聯合艦隊南下了之後，這才上浮到水面，將這封重要地電報發了出來。海軍司令部沒有耽擱任何的時間，五分鐘之內就將電報轉發給了第一特混艦隊。當時，唐帝國的潛艇也無法進行遠距離通訊。這個問題，實際上在任何一個國家的海軍中都存在。
“這裡是潛艇的發報地點。”雷少卿依據電報中的內容，先在海圖上標出了具體的發報位置，“日本聯合艦隊是在六點三十分透過這一海域的，而且以24節的速度南下。那麼。他們在十點到十一點之間就將出現在南硫黃島北面。”
談仁皓微微點了點頭。他也算出了這個時間。如果之前聯合艦隊是在婿島列島附近海域活動的話，那麼山本六十五應該是在四點左右下達地出擊命令，而當時炮擊已經持續了大概三個小時。同時。談仁皓也認識到，山本六十五就是一隻老狐狸，很不好對付。