1940年4月5日，八架九六式轟炸機從台灣新竹機場起飛，在台灣海峽上空與從游弋在海峽北側的『赤城』號航空母艦上起飛的十二架轟炸機匯合之後，殺氣騰騰地向福州撲去，掀開了空襲福建的序幕。
福州地貌屬於非常典型的河口盆地：城區位於盆地中央，四周被海拔在六百米以上的高山峻岭所環抱，東面是鼓山，西面是旗山，南面是五虎山，北面是蓮花峰，地勢自西向東逐漸傾斜，最終在閩江的入海口處平坦起來。
日軍轟炸機群為了避開設置在盆地四周高山上面的防空瞭望塔，越過海峽中線之後沒有採取慣用的迂迴攻擊戰術，而是筆直地向閩江的入海口飛來，正對著幾個月前才改裝完畢的三座浮動炮台。
自從確定了建立防空浮動炮台之後，防空部隊一共從購買回來的廢舊軍艦中間挑選出了十三艘軍艦進行改裝，到現在為止只完成了七艘，其中有三座部署在福州，兩座部署在廈門，另外兩座部署在泉州。這七艘舊軍艦有兩艘是退役的輕型巡洋艦和五艘戰列艦，而部署在福州港的浮動炮台則全部是由排水量在12000噸左右的戰列艦改裝而成的。
由於戰列艦的噸位較重，所以在上面安裝了八門88毫米高射炮和十二門37毫米高炮，外加四挺高射機槍，另外還特意保留了一門203毫米的主炮，用來應付日本海軍艦艇的威脅。為了增加軍艦的防禦能力，每個炮位和彈藥庫都用100毫米厚的鋼板額外加固，並且在外面塗上幾百毫米厚的水泥，這樣一來，軍艦至少能夠抵禦五百攻擊炸彈的攻擊。軍艦上的絕大多數裝備都被拆除掉，用來修建士兵的宿舍和儲存糧食彈藥的倉庫，鍋爐和蒸汽機則保留下來，既保證了船上的照明用電和探照燈用電，也使炮台保留了機動性。
上午九點整，福州市上空響起了凄厲的防空警報聲，市民們立即在警察的指揮下有條不紊地向城裡的四十多個防空洞轉移，全副武裝的憲兵騎著三輪摩托車不停地在大街小巷中間穿行，用擴音器向居民區喊話，喚醒沒有聽到警報的市民。
一號炮台指揮官曹偉中尉在警報響起之後馬上率領戰士們跑步進入炮位，瞭望兵則用望遠鏡緊張地搜索江面和天空。
幾分鐘之後，瞭望兵嘶啞的吼叫聲突然響了起來：「發現敵機，發現敵機！方位左舷１２０，視角３４０度，敵機向我飛進」。
曹偉立刻吼道：「一炮，二炮準備。」
他的話音剛落，第一和第二號炮就傳來興奮而高亢的聲音：「準備完畢！」
曹偉急忙跑到前面，從瞭望兵手裡接過望遠鏡，順著瞭望兵手指的方向看過去：只見二十架轟炸機從東面的天空中俯衝下來。
第一梯隊的四架轟炸機向著曹偉的炮台筆直地俯衝下來，曹偉沉著冷靜望著視野中逐漸放大的日軍飛機，心中默默地計算著目標與炮台之間的距離，高聲命令道：「目標長機，高度一千五，放！」
這時候，炮台上面突然變得寧靜起來，炮閂跳起和炮膛閉鎖的聲音清脆地傳入每一個人的耳朵里。
幾秒鐘之後，第一和第二炮台傳出射擊的命令：「瞄準目標，放！」
緊接著，紅光一閃，兩發88毫米炮彈衝出炮膛，以每秒鐘千米的高速射向最前面的轟炸機，隨即在機腹下面十餘米遠的地方炸開。
轟炸機迅速衝出炮彈爆炸產生的白煙，機腹下面閃現出一點火光，機身猛地炸開，從裡面冒出滾滾的濃煙，碎裂開的片狀金屬從飛機的尾部四散紛飛，通體就像被烈火和濃煙包裹著的光球，翻滾著掉了下來。
「萬歲！」炮台上頓時響起震耳欲聾的歡呼聲，戰士們進入沸騰的喜悅狀態。
曹偉極力按捺住心頭的狂喜，大聲命令道：「三炮、四炮準備！」
與此同時，另外兩個炮台也連發數彈，擊傷一架敵機。
日軍的第一次進攻才剛剛開始，就遇到頑強的阻擊，大大出乎敵人的預料，另外兩架轟炸機慌忙投下幾枚炸彈，接著在炮台的上空急劇爬升，然後掉頭與在空中待命的機群匯合，炸彈的落點因為離炮台太遠，所以只在水面產生壯麗的水柱，卻沒有造成任何實質性的傷害。
察覺到對手的強悍之後，日軍立即改變戰術，進行集團轟炸，剩下的十八架轟炸機同時俯衝下來，筆直地撲向三座防空炮台。
曹偉急忙大喝一聲：「自由攻擊！」然後健步如飛跳到一挺高射機槍前面，略微定神之後，在瞬間就瞄準一架敵機，猛地扣動扳機。
88毫米高射炮以每分鐘二十發的速度把炮彈射向天空，高射機槍則把雨點般的機槍子彈灑向敵機，天空中頓時升起朵朵潔白的小花，在轟炸機群的四周綻放，日軍機群在猛烈炮火之下突然散成兩隊，第一隊由東南向西北，第二隊由北而南，以日軍慣用的倒Ｖ字型編隊進行兩面夾擊，決心以隊形與數量進行密集的低空水平轟炸！
第一隊轟炸機冒著猛烈炮火向前猛衝，在長機的協調下，機群始終保持著嚴密的隊形，並且禁止各別投彈，在損失了兩架飛機之後，敵機終於衝到艦隊上空。
「卧倒！」曹偉望著天空中無數逐漸變大的小黑點，聲嘶力竭地叫喊著，迅速撲倒在甲板上。緊接著，只見前面衝起一片紅光，然後就是天崩地裂似的一聲爆炸，濃黑的硝煙和水花一起湧上甲板，在靠近船頭的地方更是燃起熊熊烈火，軍艦猛地向上一跳，幾乎要把曹偉掀翻過去，他剛剛奮力爬起來，想檢查炮台的損毀情況，可是又響起幾聲更猛烈的爆炸，一股熾熱的風掃過面頰，帶來一股濃濃的焦糊味。
曹偉急忙抓住身旁的高射機槍，勉強在距離搖晃的甲板上穩住身體。另他感到意外的是，炮台居然完好無損，只是加固的水泥層被削去厚厚的幾塊，船舷吃水線以上的部分凹進去一塊。
劫後餘生的曹偉不敢怠慢，急忙分出部分士兵到甲板上滅火，然後指揮其餘的戰士繼續對空射擊，全力壓制敵機的又一輪攻勢。
就在炮台官兵恢複清醒，又撲回炮位準備與日軍決戰的時候，第二隊轟炸機沖了過來，再次進行水平投彈。二十餘枚炸彈分別落在幾座炮台之間的水面上和船體上，曹偉炮台上面的兩挺高射機槍被炸毀，兩名機槍手被炸得血肉橫飛！由於日軍投擲的都是八十公斤重的小炸彈，沒有對船體和高炮造成比較大的損害，所以防空炮台繼續用迅猛的火力還擊。
日軍很快就發現了問題，立即改變戰術，盡量把炸彈投擲到炮台上，從而大幅度殺傷對方的人員。
炮台指揮官們不約而同地把原來的精確射擊改為彈幕射擊，用連續不斷的炮彈和機關槍子彈在空中編織出一道綿密的火力網，把三座炮台的上空完全籠罩起來。這種打法雖然消耗彈藥的速度相當快，但是卻成功地打亂了敵機的隊形，把它們全部驅逐到雲層之上。由於無法準確分辨目標，敵機只能在高空中進行轟炸，結果，直到攜帶的全部炸彈投擲一空，也沒有給防空炮台造成進一步的傷害，最後，只好灰溜溜地飛了回去。
下午一點鐘，日軍轟炸機再次返回，吸取了上午攻擊失利的教訓，日本人把飛機上面的炸彈全部換成了兩百五十公斤的重磅炸彈，專門來對付堅固的防空炮台。
日軍飛行員在武士道精神的鼓舞下，放棄了密集隊形衝鋒的戰術，完全依靠個人嫻熟的飛行技巧，從四面八方向炮台上空突防，即使被對方的炮火擊中，也要把炸彈投下去。轉瞬之間，水面上升騰起一根根巨大的水柱，重磅炸彈爆炸產生的彈片四處飛散，給中國士兵造成極大的損失，船體也出現無數破洞。
然而，處於日軍預料的是，加固的鋼板和水泥層抵消了大部分的衝擊力，千瘡百孔的防空炮台在敵人的狂轟濫炸之下頑強地堅持下來，並且用更加猛烈的射擊來報復日軍的進攻。
半個小時的空襲結束之後，日軍又損失了三架轟炸機，中國軍隊雖然也傷亡了近百名士兵，但是三座炮台仍然屹立在海疆之上，無聲地嘲笑日軍的無能。
敵機返航之後，福州港內立即派出快艇和大量的醫務、技術人員，到炮台上面搶救人員、裝備，並補充彈藥，等到日軍的第三次空襲來到的時候，這裡依然是士氣高漲，嚴陣以待的中國士兵。
連續三次空襲的失敗，並沒有使日軍放棄攻擊福州的計畫，日本航空母艦的指揮官在接到報告之後，冥思苦想了幾個小時，終於找到了對付防空炮台的最佳辦法，從而掀起了另外一輪戰鬥的序幕。