这时，“衡阳”号向水下投射了三枚陆军用的手榴弹(当时限于技术装备，水面舰艇与水下潜艇联络只能采用这种办法)，潜艇声纳兵听到三声爆炸后，报告艇长可以上浮。
由于距离近，艇长和全体水兵都听到了手榴弹的三声爆响。于是，艇长张明龙下达了“准备上浮”的口令。
随着警报一声长鸣，艇员迅速就位，仅用了几秒钟的时间，各舱就纷纷报告：“准备完毕。”不过，由于当时中国艇员还没有水密意识，实际上全艇并未按规定全部关闭水密隔舱的水密门。
轮机长王发全启动排水系统，机舱内一阵轰鸣，15个大气压的高压气迅速注入水柜，海水在强大的高压气下被挤出水柜，艇体开始上浮。
随着时间一分一秒地流逝，潜艇不断地上浮着，从30米处向水面接近。艇员们像往常一样平静地等待着出水，打开舱门，透一口海上的新鲜空气。然而越往上浮，越接近了灾难。“衡阳”号像一堵“黑墙”压在了418号上空。
本来海面上已经风平浪静，结束演习的水兵正在甲板上擦拭大炮。突然，军舰庞大的身躯明显地颤动了一下，舰身的晃动是常有的事，当时并无人在意。可就是这一声颤动，“衡阳”号尖削的舰艏把上浮的418艇艇桥一切两半！霎时间，肆虐的海水狂卷着扑进艇舱
仅仅三分钟，三个舱室全部淹没。海水呼啸着向艇内涌去，此时，如果第二道水密舱门关闭好，潜艇还能浮在水面上，然而，第二个水密舱门没有关严，第三个水密舱门关严了，但第四个水密舱门又没有关严，于是，海水很快就灌满了三个舱室，潜艇渐渐下沉到40米深的海底，艇长张明龙等7名军官和17名士兵当场遇难。
