有素、配合默契、而且在舰载航空兵和夜战能力方面占据绝对优势的日本海军！
战斗的结果，几乎是一边倒的。
在2月27日白天的海战中，盟军舰队虽然也打得相当顽强，但很快就暴露了其在火力、航速、协同和空中掩护方面的劣势。杜尔曼将军试图用他的舰队去阻止日军在爪哇岛的登陆船队，结果却一头撞上了日本海军的护航主力。
在激战中，英国重巡洋舰“埃克塞特”号被日军炮火重创，被迫退出战斗。荷兰驱逐舰“科尔特纳尔”号被鱼雷击沉。到了夜间，战斗仍在继续。杜尔曼将军孤注一掷，率领残部试图再次冲击日军登陆场。结果，在混乱的夜战中，他的旗舰“德鲁伊特尔”号和另一艘荷兰轻巡洋舰“爪哇”号，相继被日军发射的威力巨大的“长矛”氧气鱼雷击中，迅速沉没！杜尔曼将军本人，也随舰阵亡，以身殉国。
爪哇海海战的主力交战虽然结束了，但对盟军残余舰艇的追杀还在继续。在接下来的几天里，试图分散突围的盟军舰船，在巽他海峡、巴厘海峡等地，又遭到了日本海军水面舰艇和航空兵的轮番攻击。
美国重巡洋舰“休斯敦”号 和澳大利亚轻巡洋舰“珀斯”号 ，在试图从巽他海峡突围时，遭遇了日本海军的重兵拦截。两舰虽然奋力抵抗，打光了所有的炮弹和鱼雷，但最终还是寡不敌众，双双战沉在印尼的万丹湾。两舰的舰长都阵亡，数千名官兵或牺牲或被俘。
英国重巡洋舰“埃克塞特”号及其护航的驱逐舰，在试图向西突围时，也再次遭到日本巡洋舰和驱逐舰的拦截，并最终被击沉。
至此，盟军在荷属东印度海域有组织的抵抗力量，几乎全军覆没！日本海军彻底掌握了整个南洋地区的制海权，其登陆部队和运输船队，可以畅通无阻地在各个岛屿之间穿梭往来。
随着爪哇岛的陷落和盟军海军的覆灭，荷兰在东印度群岛长达三百多年的殖民统治，也宣告彻底瓦解。驻扎在各个岛屿上的荷兰殖民地军队被解除武装，大批荷兰官员和侨民成了日本人的俘虏。荷属东印度总督斯塔夏麦尔将军，也被迫向日军投降。这是近代以来，第一次有一个西方殖民国家，在亚洲将其整块的、而且是如此广阔富饶的殖民地，完整地“让”给了一个亚洲国家。