有关南越军队进行军事挑衅的报告立即呈送到了中国最高决策层，国务院总理周恩来与军委副主席叶剑英研究对策，在报经毛泽东主席同意后，决定采取加强巡逻和相应的军事措施，保卫西沙群岛。这是毛泽东一生中决策的最后一次军事行动。

16日8时许，南越16号舰派出15名士兵，乘1艘小艇侵占了西沙永乐群岛的金银岛。14时，总参命令南海舰队立即派出2艘猎潜艇到永兴岛待命。19时37分，猎潜艇73大队27l、274猎潜艇搭载陆军131师1个步兵排以及7卡车的战备物资，由榆林基地起航，于17日10时30分到达永兴岛，执行对西沙的第77次也是最后一次巡逻任务。海上编队指挥员由榆林基地副司令员魏鸣森担任，海上指挥所设在猎潜艇73大队的271号艇上。

17日，越海军又增派4号驱逐舰"陈庆瑜"号和16号舰会合，14时20分，2舰各施放小艇1艘，运载27名士兵侵占了甘泉岛，强行驱赶岛上晾晒海参的中国渔工。15时15分，271编队加上西沙武装部1个民兵排奉命从永兴岛起航，开赴永乐环礁保护中国渔轮安全生产。于17时49分从琛航岛和晋卿岛之间进入永乐环礁海区，正值气焰器张的南越驱逐舰"李常杰"号和"陈庆瑜"号两舰在甘泉岛附近拦截中国渔轮。对此我271、274两艘猎潜艇立即向对方发出警告，迫使其最后转向离去。

当夜，中国海军编队搭载的步兵和民兵2个排登上了附近3岛，构筑工事，准备固守。至此，永乐环礁8个主要岛屿中，南越盘踞着西边的珊瑚、甘泉、金银3岛，南越海军编队停泊在珊瑚岛锚地；中国占有东边的琛航、晋卿、广金3岛，中国海军及渔轮编队停泊在晋卿岛锚地，双方相距约9海里继续对峙。