占領(lǐng)撒丁島后，蘇軍Polordiv少將想盡辦法將大量的驅(qū)逐艦和護(hù)衛(wèi)艦通過(guò)超級(jí)鐵路運(yùn)送到了地中海。1956年1月3日止，蘇軍共擁有23艘R-II型標(biāo)準(zhǔn)護(hù)衛(wèi)艦與29艘R-II型標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)逐艦。Polordiv認(rèn)為時(shí)機(jī)已成熟，進(jìn)攻南法已經(jīng)勢(shì)不可擋。

德軍共有1艘剛完成現(xiàn)代化改造的戰(zhàn)列巡洋艦沙恩霍斯特，3艘華沙級(jí)巡洋艦與21艘G-II型護(hù)衛(wèi)艦，在空軍第14大隊(duì)的偵察機(jī)發(fā)現(xiàn)蘇軍的調(diào)動(dòng)后該艦隊(duì)即趕往土倫。蘇軍率先發(fā)起了第一手攻擊，由于對(duì)方有更加強(qiáng)大的艦船，空權(quán)被蘇軍標(biāo)定為第一次攻擊的主要目標(biāo)。

4日23時(shí)，149架蘇-3-A戰(zhàn)斗機(jī)從撒丁島起飛，33架蘇-3-A戰(zhàn)斗機(jī)從西西里島起飛，前往攻擊土倫港兩側(cè)的油庫(kù)與艦艇維修設(shè)施。對(duì)方將領(lǐng)Alder從北非趕回后迅速使用無(wú)線電呼叫馬賽機(jī)場(chǎng)調(diào)集120架煙云十三進(jìn)行反擊。同時(shí)命令兩個(gè)陸地防空炮炮群前往港口兩側(cè)以保衛(wèi)撤離油庫(kù)的軍隊(duì)。5日1時(shí)，290顆曳光彈從艦船艦炮射向空中，隨即雙方在沒(méi)有雷達(dá)的情況下開始目視距離格斗。此時(shí)決定勝負(fù)的因素是哪一方先為自己的空軍提供統(tǒng)一指揮。德軍沙恩霍斯特號(hào)緊急換裝對(duì)空雷達(dá)系統(tǒng)并出發(fā)前往空戰(zhàn)發(fā)生地區(qū)，而蘇軍則起飛裝有大型雷達(dá)的運(yùn)輸機(jī)。蘇軍優(yōu)先趕到現(xiàn)場(chǎng)，成功奪取制空權(quán)。但油庫(kù)守軍成功撤離，所以后來(lái)的轟炸就顯得沒(méi)什么作用了。

5時(shí)，33艘蘇軍艦艇駛向土倫港，其他艦艇則保護(hù)側(cè)翼。蘇軍沙恩霍斯特號(hào)在陸基大型要塞炮射擊聲音的擾亂下用356mm炮遠(yuǎn)程襲擊蘇軍的驅(qū)逐艦編隊(duì)，但隨后被空軍發(fā)現(xiàn)。只得在巡洋艦的掩護(hù)下退出戰(zhàn)場(chǎng)。蘇軍驅(qū)逐艦強(qiáng)行突破對(duì)方火力網(wǎng)，使用導(dǎo)彈打擊了對(duì)方設(shè)置在港口周圍的反坦克炮陣地，而德軍則使用導(dǎo)彈快艇擊沉了蘇軍的16艘護(hù)衛(wèi)艦。蘇軍仍然以空軍優(yōu)勢(shì)強(qiáng)行沖擊，最終于19時(shí)德軍不得不退出土倫。德軍損失3艘巡洋艦，6艘護(hù)衛(wèi)艦，蘇軍損失18艘護(hù)衛(wèi)艦與9艘驅(qū)逐艦，蘇軍地中海的龐大損失導(dǎo)致了在1956年末蘇軍的潰敗。