西沙群岛历来是中国领土，但从1956年开始，越南南方政府就开始侵占西沙群岛，不断向我挑衅。1974年1月，中国渔轮在西沙永乐环礁海域进行正常捕捞作业时，遭到越南南方海军军舰的严重骚扰。从1月15日起，越南南方海军驱逐舰“李常杰”号、“陈庆瑜”号、“陈平重”号与护卫舰“怒涛”号先后入侵我国西沙群岛的永乐群岛海域，对渔民进行威胁和恐吓。1974年1月15日，毛泽东主席果断决策，要求海军做好西沙自卫还击作战的战前准备和兵力部署，这是81岁高龄的毛泽东主席在世时最后一次军事决策行动。
1月17日、18日，海军南海舰队派出4艘舰艇（396、389扫雷舰，281、282猎潜艇）支援西沙群岛渔民斗争，与越南南方舰船发生接触与对峙。海军南海舰队迅速指示西沙海上编队指挥所：敌可能准备打，企图吃掉我，我应立即做好战斗准备，相对集中，不要单舰活动；如敌进攻我岛屿，编队则坚决还击，支援岛上战斗。19日清晨5时15分，越南南方4艘军舰向我西沙海上编队靠近，企图强行占领西沙群岛的琛航、广金两岛，同时向我西沙编队舰艇寻衅。越南南方海军倚仗其舰船大、性能好，有恃无恐，一再挑衅，蓄意扩大事端。我西沙海上编队严格遵守不打第一枪的原则，一忍再忍，尽量避免冲突。敌人误认为中国海军软弱，于是抢先发起进攻。
10时22分，敌人4艘舰艇排成战斗队形向我西沙海上编队驶来，旗舰旗杆上蓝黄蓝的越南南方旗子一降，4艘军舰突然同时向我西沙海上编队开火。南海舰队西沙海上编队亦不示弱，全面展开还击，有理有利。炮手们从瞄准镜中看到越南南方军舰炮口火光闪烁的同时踩下发射踏板，越南南方军舰发射的炮弹尚未落下之时，我国舰艇上的第一批炮弹已经出膛。双方的第一批炮弹都是在稳定瞄准的情况下发射的，准确性高，杀伤力大。8艘舰艇在开战之初均被炮火击中，战斗异常激烈。中国海军舰艇中弹受损后，尽可能逼近敌人军舰，充分发挥我海军舰艇小口径速射炮的威力以抵消敌人军舰火炮射程较远的优势，与敌人军舰进行接舷拼杀，连冲锋枪和手榴弹都成为海上作战的武器。越南南方军舰一旦被击中则全舰人员惊慌失措，根本没有近战的勇气。海战中交战双方互有损伤，但我国海军官兵表现出来的英雄主义气概和勇猛顽强作风压倒了越南南方海军。
12时30分，海上战斗结束，我国海军编队击沉越方海军护航舰1艘，重创驱逐舰3艘（返回岘港后报废）。我海军西沙海上编队1艘扫雷舰受重伤，1艘扫雷舰、2艘猎潜舰受轻伤，牺牲18人，伤67人。
西沙海战结束后，我国海军立即组织舰船护送陆军部队遂行攻岛登陆作战。20日上午，中国攻岛部队几乎没有遇到越南南方军队有组织的抵抗，在人员无一伤亡的情况下顺利收复了被越南南方强行占领的珊瑚、甘泉、金银三岛，俘虏敌49人。至此，我国重新收复西沙群岛被侵占的岛屿，恢复行使对西沙群岛的主权。
西沙海战，是在文化大革命长期干扰部队建设与训练、我国战略重点放在北方防范苏联的背景下进行的。当时南海舰队拥有的4艘千吨级护卫舰全部失修，无法出海作战，只有几艘百吨级护卫艇、猎潜艇和扫雷艇能够驶到距海南岛基地300多千米以外的西沙海域。我航空兵主力歼—6歼击机的航程有限，到达西沙海域留空时间只有10分钟，空中打击和掩护能力很差。
西沙海战爆发时，中越双方各有4艘舰艇。越南南方海军舰艇中大的有1770吨，小的有650吨，总吨位6000多吨，装备有127毫米以下口径火炮50门。我海军总吨位只有1760吨，相当于越南南方海军一艘驱逐舰的吨位，仅装备85毫米以下口径火炮16门，处于严重的劣势地位。但是，当越南南方海军舰艇向我海军编队发起进攻时，我海军官兵英勇顽强，敢打必胜，表现出了视死如归的大无畏气概，坚决捍卫了西沙领土主权。如果当时不是抓住机遇，敢于“以小打大”，击败越南南方海军并果敢夺岛，西沙群岛西部的永乐群岛就会被外国控制，南海后来的形势估计对我国更为不利。