受到偷襲的閩系海軍從此加強戒備，嚴防東北艦船竄入長江。1927年7月22日，沈鴻烈命「鎮海」號、「威海」號兩艦秘密駛向海洲灣(現連雲港)，開始了又一次海戰。交戰過程中，「鎮海」號首次啟動艦載飛機，對海石、新浦等地的目標投下了數枚炸彈。空襲結束後，「鎮海」號發現北伐軍的運兵船「三江」號正在海洲灣航行，與「威海」艦當即開炮攔截，「三江」號被繳獲。

　　同年9月3日，「海圻」號、「鎮海」號等4艦再一次出現在長江上，這次艦載飛機的目標是上海高昌廟的江南造船廠。然而，由於飛機上沒有瞄準設備，加之地面被薄霧籠罩，空襲效果不大明顯。但是，這是上海第一次遭受空襲，誰也沒想到奉軍的飛機會漂洋過海地飛到這裡轟炸，心裡的震撼可想而知。

　　在1927年3月以後的一年多時間裡，沈鴻烈命東北海軍屢次南下襲擾蘇、浙、閩三省口岸，特別是海軍航空兵的出現給閩系海軍帶來了極大的威脅。從此，閩系海軍只得縮於長江之內，制海權盡被東北海軍掌握。

　　東北海軍艦船自沉青島港

　　1929年，張學良為收回中東路，與蘇聯發生武裝衝突。同年10月12日，駐守在同江地區的東北海軍江防艦隊遭到蘇軍黑龍江艦隊和陸、空軍優勢兵力的攻擊。相對於擁有4門152毫米大炮、8門120毫米大炮的5艘軍艦、4艘武裝輪船及十餘架飛機助戰的蘇軍，東北海軍江防艦隊的8艘江防炮艦，則因噸位小，艦炮少，又沒有空軍支援，實力遠遜於蘇軍。

　　戰鬥開始後，蘇軍艦炮發射炮彈2400多發，使得東北海軍江防艦隊的軍艦和岸防工事遭到嚴重破壞。「利捷」號中彈沉沒，「江泰」號被炸毀，其代理艦長莫耀明陣亡，「利綏」號受重傷後撤往富錦，「江安」號鍋爐中彈爆炸沉入江中，「江平」號也中彈起火。東北海軍各艦雖盡最大努力作戰，共發炮約600發，造成蘇聯3艘艦船中彈沉沒，兩架飛機被擊落，蘇軍艦隊司令及4名軍官中彈身亡，但畢竟因實力相差懸殊，終被摧毀。

　　中東路事件後，東北海軍重建江防艦隊。1931年「九一八事變」發生時，東北海軍駐青島、長山列島，遠離奉天，所以除江防艦隊落入日寇手中外，東北海防艦隊未受任何損失，但在財源上卻受到很大影響。因薪餉困難及內部派系紛爭，先後發生「嶗山事變」和「薛家島事件」，由於沈鴻烈處置失當，導致東北海軍「海圻」號、「海琛」號、「肇和」號艦出走，演變成東北海軍的分裂。沈鴻烈因此也引咎辭去代理海軍總司令職務，出任青島特別市長，結束了他在東北海軍的10年生涯。從此，東北海軍的實力大大削弱，只剩下小型炮艦數艘，維持殘局。1937年，日本侵佔青島後，沈鴻烈決心實行「焦土抗戰」，下令將東北海軍艦船沉在青島港內。