接下来轮到了田中正则的第2小队，高志航击中了小队里的3号机，并将其引燃，一些报告说他还攻击了一架B2M，也把他打起火了。然而，就在高志航脱离攻击之际，他的座机被一发子弹从后面击中，这发子弹穿过他的左臂和仪表板，打坏了发动机，他被迫离开，返回笕桥。
4PG大队剩下的战斗机把这些B2M屠了一遍，打掉了8架飞机中的7架。只有田中正则驾驶着一架被打残的八九式舰攻返回了加贺号，该中队的中队长岩井庸二和他的副官均在此战中阵亡。另外，5PG大队25PS中队的副中队长董明德(Tung Ming-teh)也击落了一架B2M，由于坏天气的原因，他在笕桥机场被困了一晚上。
因为战伤，所以高志航有2个月没参加战斗。10月回到南京后，他发现中国的战斗机部队消耗过快，以至于4PG和5PG大队不得不合并，此时能用的霍克III也只够维持一支中队。所有飞行员都抱怨说这种寇蒂斯的双翼战斗机比不过此时战场上的三菱A5M九六式下单翼舰载战斗机，为了能够对抗A5M，飞行员们尽全力提高霍克III的速度和机动性。高志航把座机多余的设备都拆下来，以减轻重量。拆掉了炸弹挂架、航行灯、副油箱和整流罩后，霍克III的速度和爬升率都得到了显著提升。
10月12日，高志航首次驾驶着一架被减重的霍克III参战。11:00，空袭预警网络报告说有2架日本侦察机向西朝常州奔牛(Ben-niu)机场飞去。他率领4架霍克III从南京机场升空拦截，中国飞行员搜索了这片区域后发现了2架中岛E8N九五式水上侦察机，这些飞机来自于正向江阴(Kiangyin)要塞驶去的神威(IJN Kamoi)号水机母舰。前面的那架E8N由南部德盛(Nambu Tokumori)中尉驾驶，他是神威号上的水机分遣队队长。南部的座机被击中起火，他大过载转向，朝王远波撞过去。南部德盛坠机阵亡了，但王远波却成功迫降在常州(Changchow)，只是一只眼睛有点肿。剩下的3架霍克III把另一架E8N打下来了，后者坠入长江里。在沉下去之前，飞机的尾巴高高翘起。
当天下午晚些时候，日本人又派出了9架九六式陆攻和11架九六式舰战来空袭南京，中国空军能上天迎击的只有5架霍克III、2架波音281(P-26玩具枪)和1架菲亚特CR.32。在16000英尺高度逗留了20分钟后，中国人发现日机以T字型编队飞来。期初，他们只看见了6架A5M和9架G3M，剩下的5架A5M可能在后面的高处巡逻。17PS中队的美籍华裔飞行员约翰.黄/黄泮扬(John Wong/Wong Pan-Yang)驾驶着一架波音281攻击了编队的后方，并击落了1架A5M。5架霍克III试图攻击那些G3M，但是被护航的A5M挡在了外面。2017号霍克III遭到2架九六式舰战的围攻，经验不足的飞行员曹芳震(Chao Fang-chen)坠机阵亡。刘粹刚也被一架A5M追着打，他的霍克III被击伤，而且坠入了螺旋。但刘粹刚最终扳回这局，于南京上空干掉了这架A5M。
坠毁在笕桥机场以东半山的一架鹿屋航空队G3M的残骸，这被认为是李桂丹、王文骅、柳哲生于1937年8月14日在笕桥附近共同击落的第3小队3号机。
在空战最激烈的时候，高志航看见一架霍克III被一架A5M追着打，于是上去帮忙。这名日本飞行员被迫放弃攻击，转向了高志航。后者把改进后的霍克III性能发挥得淋漓尽致，2个盘旋过后，他终于绕到了这架九六式舰战的身后开火，这架日机拖着黑烟掉了下去。另外3架A5M几乎同时向高志航发动了攻击，他们可能来自后面的那支小队。根据中国空军历史的记载，他一直没有让那3架九六式舰战获得攻击机会，最后躲进了附近的一片云里。
这场空战最值得一提的战果就是完好地缴获了一架A5M，就像高志航对一位采访他的记者描述道这场“一对三”的空战----这个故事直到战争结束后很久才被公之于众。他回忆说这3架A5M紧紧地跟在后面，使得他不得不采用“外圈”机动的战术来甩掉其中一架敌机，每次A5M射击的时候，他都让后面的日机冲过头。结果，身后的2架敌机都放弃了，剩下一架在做一系列缓慢的盘旋，那名飞行员看起来已经明显放弃了。高志航靠上去，看见这名日本飞行员直直地盯着前方，把操纵杆都拉到了腹部。最后，这架A5M因为油料耗尽而降落在一处野地里。降落后，高志航奔向这架飞机，发现日本飞行员的胸口中弹，他阵亡了。死的时候，他的动作就是把操纵杆紧紧地向后拉，这也就解释了为什么这架飞机在不停地盘旋。
这架九六式舰战很快被拆解并被藏了起来(第二架被完好缴获的A5M)，这2架飞机接下来都被送往苏联进行测试，也没有出现在官方历史文献《Republic of China Air Force During the War of Resistance Against Japan》一书里。整场空战中被击落的3架A5M分别划归为黄泮扬、刘粹刚、高志航，然而，日本人证实他们损失了4架九六式舰战，3名飞行员阵亡。海航王牌虎熊正(Torakuma Tadashi)准尉迫降在长江上被救走，击落他的很明显是高志航，关于这架A5M被缴获的细节，请参见后文罗英德(Loh Ying-teh)一篇。
一架崭新的霍克III，主翼下方安装了着陆灯、炸弹挂架以及中线副油箱的整流罩。
1937年11月，高志航成为了中国空军所有战斗机部队的指挥官。之后，他飞往中国西北的甘肃(Kansu)省兰州(Lanchow)市，在那里率领4PG大队换装苏联的波利卡波夫И-15和И-16战斗机。面对着同一个敌人，苏联和国民政府签订协议，由前者来提供作战飞机和一批“志愿”飞行员。
完成了换装训练，高志航试图把装备И-16的21PS中队带回南京重新参战。然而，前两次尝试因为坏天气而放弃，这些И-16被留在了周家口，直到11月21日。在等着天气变好的同时，空袭预警网络传来了电话消息，说有飞机正在接近中----坏天气阻碍了地面的观察，而且情报来得太迟了。确实，当木更津(Kisarazu)航空队的G3M飞到头顶上投弹时，地勤们还在试图发动飞机。一枚炸弹落在高志航的И-16附近，炸死了他和他的机务组长，幸存的地勤们说他们两次尝试启动发动机都没有成功，第三次尝试时炸弹落了下来。
高志航的损失----一个鼓舞人心的领袖----对中国空军来说是个沉重的打击，他的影响远不是这些空战战果可以描述的。为了激励飞行员，每击落一架敌机，中国空军就给飞行员颁发一枚星序，在阵亡时，高志航的战果是3.5架，所以获得了3星星序。然而，就像在本章最后阐述道的，星序数量和实战记录之间被发现有很多不吻合的地方。以高志航为例，这架被俘的A5M就没有出现在官方的正式战果中。
接替高志航的是4PG大队的大队长李桂丹(Li Kuei-tan)，该大队也被非正式的命名为“志航大队”，以纪念他们的前任大队长。台湾省的台东(Tai-tung)基地目前也被命名为志航空军基地----作为中华民国空军战斗机飞行员的空战训练基地再适合不过了。
4PG大队长高志航(右)和21PS中队长李桂丹(左)，1937年11月21日，当高志航在日军的空袭中阵亡后，李桂丹就成为了4PG的新任大队长，但是他自己后来也于1938年2月18日在汉口空战中阵亡。照片中，李桂丹身着标准的飞行服，而高志航的则是自己量身定制的。当时中国空军的飞行员财政状况还不错，尤其是那些从美国回来的，他们有特殊定制的飞行服。
