11時26分，攻占機場的第一梯隊開始傘降，當飛機降至100～150米，傘兵正準備跳傘時，遭到機場守軍高射炮的射擊，由於距離近，高度低，火力猛，瞬時就有16架飛機被擊中墜毀，其他飛機上的傘兵頂著炮火，一部分在機場北側一個密林環繞的地帶跳傘。由於灌木叢生，觀察困難，有的傘兵還被掛在樹上，同時，機場守軍的高射炮和高射機槍都開始向他們平射，給這部分傘兵的集合和收集空投的作戰物資帶來極大困難。他們隻好按預定方案中的三人小組進行集合，以隨身配帶的手槍應戰，緩慢地向公路匍匐前進。待甲村營長在公路上集合起近100人時，他們就開始向守軍的高炮陣地發起進攻。另一部分傘兵傘降在機場南側的一個開闊地上。當時，一支巴鄰旁守軍的增援部隊，正乘車疾馳而來，準備加強機場的防禦。這些傘兵著陸後，以奇襲手段打敗了這支增援部隊，隨後又攻占了一個高炮陣地和一個兵營。接著，傘兵就從南北兩個方向開始向機場進攻。戰鬥非常激烈，許多地方進行了白刃格鬥，整個下午，爭奪機場的戰鬥一直僵持不下，直到晚上9時，即著陸10個小時後，傘兵第一梯隊才南北會合，占領了機場。
攻占煉油廠的第二梯隊，又分成兩個小分隊在兩個不同地點著陸，分別攻占兩個煉油廠。其中攻占雙溪格隆煉油廠的小分隊，傘降在煉油廠附近的一個深沼澤地裏，他們費了很長時間和很大體力才從泥潭中掙紮出來。當時，煉油廠的大門緊閉著，外有鐵絲網和地堡護衛。傘兵首先向地堡發起攻擊，消滅了各地堡守軍。12時30分，攻入煉油廠辦公大樓，隨後開始對技術人員的搜捕和對技術資料的收集，同時把日本國旗升起在瞟望台上。下午14時10分，該廠守軍在迫擊炮的支援下，向傘兵進行反擊，一直激戰到次日淩晨3時，守軍才停止反擊，全部撤走。8時40分，傘兵占領了該煉油廠。
攻占烏約迪拉弗煉油廠的小分隊，著陸在煉油廠前麵的湖麵上，湖水深1.5～3米，湖中有小船可直通煉油廠。傘兵落水後，有的遊向岸邊小路，有的用小船靠岸，但他們剛一集合起來，就遭到護廠地堡機槍火力的掃射封鎖，使他們無法向油廠靠近，至晚9點，他們摸清了情況，利用夜暗，向煉油廠發起進攻。23時攻入煉油廠，占領了辦公大樓。第二天肅清了殘敵，占領了整個煉油廠。
在這次突擊作戰中，駐島盟軍在許多方麵占優勢，然而在戰鬥中則處處挨打，節節敗退，戰戰失利，其原因是多方麵的，最主要是組織指揮不力；荷、英、澳三國軍隊之間協調不好；守島官兵普遍存在怯敵情緒。日軍空降前的轟炸，就大傷了他們的士氣；空降突擊後，派往機場的增援部隊遭阻擊失敗、機場陷落後，各部隊守軍都膽戰心驚，處於一片混亂之中。
15日10時，日軍航空兵參謀長和傘兵第一旅旅長機降到巴鄰旁機場，他們立即命令傘兵第二梯隊——預備隊投入戰鬥。下午1時40分，預備隊在巴鄰旁機場傘降。接著，他們用從守島荷軍手中繳獲的車輛和武器，向巴鄰旁發起衝擊。在慕西河橋與守軍短促交火之後，不久就開進巴鄰旁市內。空降兵在巴鄰旁駐守兩周後，於24日離開該城，返回金邊。
日軍通過太平洋戰爭初期海軍和陸軍首次實施的空降突擊作戰，更加深刻地感受到空降突擊作戰的重要作用和建立強大的空降兵部隊的意義。然而，這已為時過晚，力不從心了。他們既不可能在短時間內很快生產出足夠數量的運輸機和空降兵的武器裝備，更沒有時間組織訓練所需要的傘兵。因此，在以後的若幹戰役中，他們隻好坐失許多空降突擊的戰機，卻又無可奈何。