17日20时，受毛泽东委托，周恩来在北京主持召开了有党中央、国务院、中央军委和有关方面负责人参加的西沙群岛问题会议，对可能发生的武装冲突作了充分估计。深夜，周恩来又主持召开政治局会议，并提议中央军委成立以叶剑英牵头的军事五人小组，讨论和处理军委重大事宜及紧急作战事项。此时，根据中央军委命令，广州军区也迅速做出相应决定。
为打好这一仗，周恩来向有关各方及时传达了经毛泽东同意的政治局会议决定。1月19日凌晨，周恩来告诉叶剑英召集军事五人小组（后又增加苏振华），研究商讨西沙群岛具体作战方案，部署自卫反击事项。
1月19日清早，南越海军派出3艘驱逐舰和1艘护卫舰，再次驶入我西沙永乐岛海域，蛮横地对我国在此海域从事正常作业的渔民进行武装威胁，并按前几次的挑衅方式，向我渔船、渔民和民兵开枪开炮，造成我人员伤亡。
针对南越海军新的挑衅，我海军南海舰队迅速命令两艘扫雷舰进至广金岛西北海面，拦截“李常杰”号和“怒涛”号舰；命令猎潜舰进至广金岛东南海面，监视“陈庆瑜”号、“陈平重”号两舰。此时，整个战场的形势明显是敌强我弱。从装备上看，南越海军3艘驱逐舰和1艘护航舰，最大的1770吨，最小的也有650吨，总吨位达6000多吨，同时舰上还装有127毫米以下口径的火炮50门。而我编队的4艘舰艇，总吨位加起来还不如敌方最大一艘舰船的吨位大，且我方火炮也比敌方弱。
南越“李常杰”号驶向我琛航、广金两岛附近，放下4只橡皮艇，护送40余名南越军人抢滩登陆。其中，登上广金岛的南越士兵首先向我守岛民兵开枪射击，制造了蓄谋已久的新的流血事件。我守岛民兵奋起自卫还击，当场毙敌1人，伤敌3人。入侵者被迫撤退，狼狈地逃回舰上。直接登岛受挫后，南越海军改变了战术，试图在海战中讨回便宜。4艘南越军舰占据有利外线阵位后，突然一齐向我海军编队4艘舰艇发起猛烈炮击，致使我海军舰艇在其密集的炮火下接连中弹，再次造成人员伤亡。根据敌我双方装备情况和战场态势，我编队指挥果断命令采用近战手段与敌厮杀。经过一场恶战，南越“怒涛”号被我海军击沉在羚羊礁以南海域。至此，西沙海战首战获胜！
为了狠狠教训南越侵略者，收回被其占领的我国西沙诸岛，扞卫中国主权和领土完整，报经毛泽东同意，叶剑英、邓小平等研究决定：继续扩大战果，立即发起登陆作战，从南越手中收复珊瑚、甘泉、金银三岛。1月19日下午，我广州军区根据中央军委的指示，对这次登陆作战作出部署。首先集中兵力攻打位于珊瑚、金银两岛之间没有坚固工事的甘泉岛，然后再向工事坚固、兵力较多的珊瑚岛发起进攻，最后攻取金银岛。与此同时，组织和部署海上力量随时打击南越军队增援永乐群岛的海军舰只。
