根据日本海军的作战记录，在这次攻击中，“赤城”号只挨了一枚炸弹。虽然中国海军在公布战果时，宣称击中了“赤城”号两次，但是前者的可信度更高一些，因为“赤城”号随即就发生了猛烈爆炸。
中弹后不到半分钟，“赤城”号发生了第一次猛烈爆炸。
从飞机上往下看，很容易认为是“赤城”号再次被炸弹击中。只是，这次爆炸是由泄露的航空汽油引发的。准确的说，是由航空汽油产生的油气在舰体内部富积引发的。在遭到轰炸之前，“赤城”号上的航空人员正在为停留在机库内的十多架“零”战补充燃油，准备送上飞行甲板。战斗打响的时候，负责为战机加油的人员忙中出错，没有关闭航空汽油输送管道的阀门。在接下来的十多分钟内，至少泄露了好几吨航空汽油，而这些汽油在机库与舰体内挥发成了油气。别忘了，现在是九月，也就是北半球的初秋，而战场在亚热带，清晨的气温在二十六度以上。
这次猛烈的爆炸，直接决定了“赤城”号的命运。
根据战后对“赤城”号的残骸所进行的考察，以及当时一些中国战机用航空照相枪拍下的照片，在大爆炸发生之后，“赤城”号的首部甲板被全部抛飞，舰首完全变形，连舰岛前方的两座高射炮炮塔都被炸飞了。
只是，这还不是最大的灾难。
原因很简单，因为只有前方的升降机能够使用，所以准备送上飞行甲板的战斗机全部集中在机库前方。事实上，这也是导致汽油泄露的主要原因。正常情况下，前方的升降机是用来回收战机的，即把降落到航母上的战机送回机库，而后部的升降机用来提升战机，即把战绩从机库送上飞行甲板。如此一来，在设计上，机库内的加油点全部集中在后面，而且有专门的保护设施。如果要为机库前方的战斗机加油，就得用上输油软管，而这条管道有前后两个阀门。也正是如此，大爆炸才发生在战舰前端。
第二次爆炸发生在战舰后部。
这次，引爆的不是油气，而是停放在飞行甲板上的那些战机上的弹药、以及战机油箱里的汽油。
战机停放在飞行甲板上，必须用钢索紧固，以免在航母进行机动的时候晃动。
问题是，在战斗中，肯定得首先保护航母，而不是保护航母上的战机。中国海军的作战守则中就有明确规定，即在交战的时候，所有停放在飞行甲板上的战机都不得装填燃油与弹药，如果已经装填燃油与弹药，则要在第一时间抛弃掉，也就是推入海中，以免航母在中弹后殉爆。
当然，日本海军也有类似的规定。
可惜的是，“赤城”号上的航空人员并没有按照规定操作，而下令禁止抛弃战机的正是南云忠一。
根据日本海军的作战记录，当时南云忠一似乎认为“赤城”号受到的威胁并不大。
显然，这与前两轮不成功的攻击有很大的关系。要知道，就在十分钟前，二十四架俯冲轰炸机都没能奈何“赤城”号，紧接着又有八架鱼雷攻击机在距“赤城”号二十公里之外被击落。正是如此，南云忠一才认为，第三批进入的十二架俯冲轰炸机根本不可能对“赤城”号构成威胁。
总而言之，在最需要的时候，“赤城”号没有抛弃行同炸弹的战机。
第二次大爆炸来得更加猛烈，而且造成的破坏更加严重。要知道，“赤城”号飞行甲板尾部整齐的摆放着近三十架攻击机与轰炸机，而且这些战机都装满了燃油、挂好了鱼雷与炸弹。
每一次爆炸，都等同于被一枚炸弹直接命中。
结果可想而知。
“赤城”号在十点三十四分中弹，在十点三十六分发生第二次大爆炸，在十点三十八分就被烈火吞没了。
十点四十分，“赤城”号的舰长下达了弃舰令。
虽然南云忠一打算与航空战队的旗舰一同殉国，但是他没能如愿以偿，被几名参谋军官抢行送上了“爱宕”号派来的救生艇。
十点四十四分，在火势完全失控之后，“赤城”号上发生了第三次大爆炸。
这次爆炸在舰体内部，爆炸点就在航空汽油舱附近。显然，流火烧毁了汽油舱上的一些易损部件，导致汽油泄露。
十一点不到，“赤城”号上发生了第四次大爆炸。
这次，爆炸的是弹药库。
在第四次大爆炸后大约十分钟，“赤城”号就断裂成两截，最终在十一点过六分左右沉入大海。
因为沉没得过于迅速，所以至少有七百多名官兵没能逃生。
当然，阵亡的“赤城”号官兵中，有很大一部分死于四次大爆炸，大部分幸存官兵都及时逃离了即将沉没的战舰。
“赤城”号沉没的时候，联合舰队航空战队离覆灭也不远了。
紧随“赤城”号遭到打击的是体型同样庞大，同样是由主力舰改造而来，并且参与了中日朝鲜半岛战争的“加贺”号航母。
事实上，当时被发现的也只有“加贺”号。
原因很简单，把四艘航母编在一起，根本无法指挥，特别是在起降战机的时候，很容易发生事故。结果就是，航空战队把四艘航母分成开，“赤城”号与“加贺”号组