主炮，口径为460毫米，射程达数十公里。
在日本海军强袭特鲁克港之后，“伏羲”号为日军飞机炸伤，但伤势轻微，战斗力丝毫未受影响。但此时传闻日本海军欲派“信浓”号、“安土”号两艘超级战列舰进攻中国本土，因而海军部将“伏羲”号调回本土修整。而这一次进攻长崎，是“伏羲”号回国修整完毕后的首次出战。
此时中国舰队云集长崎海面，各类舰艇多达120余艘，舰炮4000余门，炮火覆盖大半个长崎市区。而防守长崎的日军总兵力为20000人，各类火炮1200余门，日军官兵各自在岗位上严阵以待时，他们中许多人都决心把个人生死置之度外。这是日本陆军同有史以来出现在日本沿海的中国海军最强大的舰队交战，此时日军官兵并不知道，他们的意志力和技、战术思想都将经受前所末有的严峻考验。
随着第一发炮弹落下，长崎港方向腾起一股巨大的烟柱。中国军舰很快纠正弹着点，然后数以百计的大口径炮弹夹带着裂人心魄的尖啸，劈头盖脑地砸在隐藏在工事中的日军头上。日军阵地上燃起了大火，烟火继续成为引导军舰射击的显着目标。炮击持续二十分钟。当炮弹爆炸的浓烟渐渐被江风刮散时，在山上观战的人们赫然看见，在那些个隐匿日本军队的阵地上出现了许多触目惊心的大坑，炮弹将工事连同守军一起从大地上抹得干干净净。这是一个让人目瞪口呆的场面。
在以前的战争中，日本军队的战场经验只有步兵对抗，他们遵循的战术原则是运动战，阵地战，阻击战，隐蔽自己，消灭敌人。但是现在他们头一次遇到一个真正的困难，就是他们在中国军舰的大炮面前根本无法隐蔽自已。
尽管日军的阵地构筑了深层防御工事，日本军队也有构筑深层工事的思想准备和经验。但问题是执行本土防守任务的日军从来没有遇到过这样可怕的炮火。
几架中国海军的观测飞机飞临长崎上空，对日军的阵地进行低空观测。几分钟后，中国军舰在飞机引导下开始试射。第一发大口径炮弹好像一只黑糊糊的笨老鸦，厉声尖叫着掠过城市上空，然后“轰隆”一声落在一座日军堡垒的拱顶后面爆炸。这一下打击是如此可怕，堡垒的顶部立刻被灼热的气浪掀翻，地面留下一个直径达十几米的巨大弹坑。
第二发炮弹经过修正，击中了一座炮台，将正好隐蔽在炮台里面的日军火炮和炮手炸得四分五裂，全都炸飞到了天上去。
就在这天下午，强大的中国海军舰队集中炮火向长崎港发射了数千发炮弹，这些威力强大的炮弹经过精确计算，都好像长了眼睛一样准确地扑向日军阵地。日军官兵修筑的那些坚固工事竟然根本无法抵挡中国军舰的炮火轰击，尤其是他们越是躲进建筑物里希望隐蔽自己时，伤亡也就愈加惨重。
中国舰队大规模的炮击一直持续到傍晚。
如血的残阳之下，日本守军的反击已经十分微弱，20000名日军官兵活着还能战斗的已不足一半。联队长茂田从坍塌的废墟里困难地站起来，举起手枪拦住后退的士兵。仅仅几分钟后，一束焰火腾起，一颗中国舰载飞机投下的高爆炸弹迎面击中了他，天空中立刻布满粉红色纷纷扬扬的血雾。茂田联队长当场被炸身亡。
在得知长崎告急的消息后，松井石根率日军紧急增援长崎守军的阵地。
