8月10日11时零5分，日军在运城和开封的雷达站，先后发现有近50架大型重轰炸机，从河南的陕县，大致沿着黄河向东北方向飞行。
12点30分这批目标已过山东的博山、张店地区，飞至胶东半岛。
此时华北方面军将这批空中情况继续向外通报，并命令北平等地的航空部队进行空中警戒，随时准备拦截。
此时关东军司令部也接到了华北方面军司令部发来的敌情通报，但是却并没有重视，关东军航空兵指挥部所有人一致认为，这批疑似美军B－29战机可能是准备飞往日本本土。
但为了保险起见，他们还是命令大连、鞍山以及奉天的守军进行防空，组织战斗机与高炮协同对空作战。
然而由于并没有下达高级别的作战命令，所以这些地方的日军并没有重视，只是向下属部队不痛不痒的传达了上面的意思，从上到下都没有正视这件事情。
比如鞍山的对空防务由第15飞行联队担任，当天该飞行联队长城寺朝一大佐出发至大连周水子机场，检查强击飞行中队的工作。但不知是什么原因，当15飞行联队下令鞍山鸣放警报时，电话一直不通。
因此，大批美军B－29轰炸机经过13个小时的飞行，跨越2120公里后到达鞍山上空，即开始对昭和制钢所投弹。
此时，驻于鞍山腾鳌堡机场临时集成飞行队共20架战斗机的单座“二式”和双座“二式”战斗机仓促起飞，在鞍山上空的外围地区进行拦截。
此外，设防于鞍山附近的高炮第26联队也在听到防空警报之后随即投入战斗，该联队实力较强，共有“八八式”高炮52门，并拥有大量的高射机枪。
但B－29战机却毫不在意，依次进行轰炸，直至14时才返航。
此战鞍山的日军飞行部队共消耗12.7机枪弹约1500发，高炮部队共消耗炮弹近1500发，但均未击中目标。
当日17时零5分，又有6架B－29轰炸了鞍山，一部轰炸了大连，当日夜间23时30分，B－29、B－25计20多架对鞍山再次进行了轰炸。
这一天，B－29轰炸机三次袭击鞍山。
接到鞍山守军的汇报后，关东军司令部不敢怠慢，参谋长笠原幸雄中将亲自至鞍山视察被炸情况。
经调查，昭和制钢所内被命中200公斤类型的炸弹95颗，炼焦炉、烧结炉及附属设备和铁路、通信均遭破坏，修复需1个月以上的时间。
另外厂内被炸死约100人，炸伤约170人。当时该厂每年预定生产钢为125万吨，经此轰炸，约减产30万吨。
笠原在检查空军部队时，指责其通讯中断；对空情况保证不良；起飞的部队没有完成任务，是造成此次被轰炸的主要原因。
于是，经上报关东军司令部之后，撤换了城寺朝一大佐，由土生秀治少将任第15飞行联队长。
同时为了保证鞍山的安全，笠原幸雄随后增调驻东京东郊松户机场的战斗飞行第70战队至鞍山，由土生秀治统一指挥。
此外鞍山的地区防空部队除高炮第26联队及1个野战探照灯大队外，8月12日又从公主岭调来野战高炮第85大队和55、56、57独立野战高炮中队和野战高射机关炮第68、69、70中队，之后又调来1个新编成的野战高炮第88大队，以加强鞍山地区的对空火力。
事实上，这次轰炸之所以能给关东军造成如此惨重的损失，除了守军轻敌大意外，更重要的是关东军没有相对应的反制措施。
应对敌军轰炸最好的办法不是地对空的反击，而是空对空的打击，对方来的是轰炸机，且远道而来不可能有战斗机护航，原因是没有那种战斗机能有几千公里的航程。
所以，这个时候只要有足够多的战斗机就能将对方拦截在己方的空域范围内，甚至于都有可能打的对方没办法靠近轰炸区域。
但是当8月10日B－29机群轰炸鞍山时，关东军的航空部队由于以前已连续南调至太平洋地区，此时在东北的第2航空军、整个部队仅有作战飞机106架。
而且这些战机还分布的极其的分散，其中第15飞行联队驻鞍山，临时集成战斗队分驻鞍山、周水子。第飞行第28战队的百式侦察机27架驻牡丹江以南温春，独立飞行第81中队的百式侦察机12架驻鞍山。
独立飞行第66中队直协机16架驻海浪，第1独立飞行队的百式侦察与轰炸机，九九式强击机共两个中队18架战机驻敦化。
这么一点兵力真心太弱了，完全对美国的重轰炸机群形不成半点威胁。
事实上8月10日美军第一次对鞍山大轰炸，共起飞72架飞机，但其中一架离陆后坠毁，8名机组人员牺牲。另11架因发生了各种不同的故障不能长途飞行而改换轰炸目标，即一架飞往秦皇岛，两架飞往天津，4架临时确定目标，4架无目标而返航，所以真正抵达鞍山的只有60架。
到鞍山上空的为60架，每架载500磅型的炸弹8枚，采用4机为单位的菱形密集队形，以增强空中反击火力的密度。规定在鞍山的水平轰炸高度为25000英尺，保持时速在180－212英哩之间，以4机编队梯次轮番进行轰炸。
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