当东边太阳跳出地平线之时，宋元两军的水师在江陵城下开战了。在李恒号令之下，元军火战船、轻快战船一波波向宋军船阵发动了凶猛的进攻。宋军也不甘示范，也派出了火战船和轻快战船应对，江陵城头的火炮和八牛床弩也射出了威力强劲的炮弹和火矢，逼退了试图接近的元军大型战船。李恒的水军既包括大量投降的宋军，其水性和操船能力不在宋军之下，也有元军悍勇韧性和充沛武德，可谓集宋元两方水师之所长。力战至中午时分，宋军已渐呈疲态。随着船只损毁和人员伤亡的增大，高达再也弹压不住手下了，只能眼睁睁看着船阵慢慢往后退缩。
李恒见状大喜，只要从正面冲破了战阵，便可对宋军水师追亡逐北。在以往的战事之中，一旦战阵正面被突破，宋军便会四散而逃。眼见对方阵脚松动，他如何不喜？在这一上午的战斗中，元军水师损失并不大，只损失了三百余艘轻快船和火战船，却击毁和俘获宋军五百余艘战船。只需要再加一把力，便可让士气低迷的宋军了无战意。为此他一面令岸上步骑开始攻城，以牵制江陵城头的火力，另一方面下令全体战船急攻，务求将宋军水师一举击溃。
密密麻麻的元军战船压来，让宋军水兵们心生怯意，有的掉转船头逃跑，却被后方的督战队阻。高达此刻内心绝望，他明白铁腕手段只能延缓却不能阻止失败。他抗蒙十余载，大小战阵经历上百次，并不是个怕死之人，但屡次失败已消磨了其斗志，不再愿意作无谓的牺牲。眼见事不可谓，他一面下令死战到底，一面示意身边的亲信做好准备。他准备移座到早已准备好的快船之上，向上游逃去。霹雳军仅有一个步兵团协助守城，他对江陵能否守住并没有信心。
正在这时，一艘快船窜到了他座船旁边，上面一名水手高声呼喊他的名号，并请求出战。高达见了他的霹雳军服饰，隐约记得这是来援的霹雳军营长，便急急同意其所请。与朱襈孙一样，他也认为霹雳军援军的到来能鼓舞士气，但不会改变扭转战局。既然这几百人愿意上去送死，便让他们前去吧，正好可以掩护自己逃跑。避让的号令，让阵列中央的宋军水师战船求之不得，纷纷往两边退去，有的乘机向侧后方退去。倾刻之间，阵列中出现了一条宽阔的水道。旗语之下，霹雳军水军营的三十余艘大小战船快速鱼贯而下，在最前面列成了一字战阵。
江陵城外的长江水面宽达数里。四千余艘元军战船布满了整个水面，形成了一个长宽各数里的船阵。最前面的是轻快船和火战船，他们在上午与宋军作战中损失惨重，只剩下了三百余艘。此刻这些轻快船被江风鼓荡着船帆，又在桨手的拼命划船下，正步步往江陵城逼来。紧随其后的是数百艘大型战船，这些战船少部分装备了火炮，大部分装备的是弩炮和投石机。在它们之后的是元军战船的主力，船上坐满了密密麻麻的弓箭手和士兵，主要用于跳帮作战。
由于溯水加上并非顺风，元军轻快船的速度并不快，这就给了霹雳军战船从容排阵的时间。当元军战船逼近到二里内时，霹雳军的两个火炮战船连开火了。两个连共有八艘火炮战船，两舷共装有八十门轻型炮，一侧便是四十门。轻火炮威力虽不如重炮，但喷出的弹雨仍然不可小觑，随即在密集的元军轻快船之中引起一片混乱，让不少战船或因无人操纵或因相互碰撞而翻覆。几艘火战船因火油罐被击穿，而燃起熊熊大火，在元军之中引起了更大的恐慌。借着敌人慌乱时刻和顺风顺水的优势，霹雳军的十艘火战船迅速接近元军阵列，并在喷光猛火油柜之中的火油，焚烧了二十余艘敌船后快速返回，竟然毫发无损。