南沙自古為中國領土。南越一直覬覦南海諸島，並早在1956年，就首次入侵我南沙群島，升起南越旗幟，聲稱擁有主權。1960年至1967年，南越多次侵入中國南沙安波沙洲、南鑰島、雙子礁等15個島礁，破壞島上原有中國主權碑和建築物。1973年7月至1974年12月，南越侵占了南子島、敲謙沙洲、鴻麻島、景宏島、南威島、安婆沙洲共6個島礁。1975年4月26日，北越從南越手中接管了這6個島礁。北越之前曾出版地圖承認中國主權對西沙、南沙諸島的主權，隨著南北越南統一，對中國援助需求的減少，1976年6月越南出版的地圖將西沙、南沙諸島劃入其版圖，將南沙群島改名「長沙群島」，劃歸「福綏省紅土郡福海鄉」管轄，此後，開始了積少成多的蠶食步伐。對於越南的入侵，中國政府1974年收復西沙以後，一直以外交手段為主爭取主權。
南沙群島地圖
八十年代以後，中國和美國為首的國際社會關係有了改善，國際地位明顯提高。1987年2月聯合國教科文組織政府間海洋學委員會通過《全球海平面聯測計劃》，委託中國政府建立5個海洋觀測站。中國將南沙站選址在永暑礁。
為了確保建站成功，1987年開始，中國海軍南海、東海艦隊先後在南海組織巡邏和演習，掩護科考、勘探和施工。1988年2月初，中國施工部隊在永暑礁正式開工建設74號海洋觀測站。為保證建站工地的安全，1988年1月18日至3月14日，中國南海艦隊先後進駐南沙群島多個島礁。
1985年後蘇聯在金蘭灣增駐20多艘艦船，對中國進行威懾。南沙群島北端距離中國海軍航空兵最南部的海南陵水機場還有900公里，當時中國飛得最遠的殲8-2作戰半徑只有800公里，無法提供掩護。在遠離中國大陸的南沙海域，越南海軍比中國有天然的地理優勢。1988年，中國正急於改革開放闖關攻堅，爭取進入進入關貿總協定，在國際上以緩和為主，對越自衛還擊戰也接近尾聲，邊境已經基本穩定，中越高層正在進行關係正常化接觸。越南當局一面進行關係正常化談判，一面加緊搶占南沙島礁。
中國海軍在1987年開始對南沙群島進行巡航。
殲8Ⅱ作機載武器展示，受航程限制在80年代它還不能對南沙形成覆蓋。
得知中國將要建海洋觀測站的消息以後，越南海軍加緊對南沙各島礁的侵占。1988年1月14日，中國海軍掩護工程部隊將部分建站施工器材運上永暑礁，其後數天，越南海軍即搶占了附近的幾座島礁。1月31日又派出兩艘武裝運輸船，滿載著建高腳屋的各種器材，直奔永暑礁。擔任警戒任務的中國海軍護衛艦隊迎面攔截，越方返航。1988年2月18日下午，中國海軍和越南海軍同時搶登華陽礁，各自插上國旗對峙。越南851號掃雷艦將炮口對準中國南拖147號船，中國162南寧號驅逐艦用主炮對準851號掃雷艦水線，中國508宜賓號護衛艦瞄準851號駕駛台。雙方對峙3個小時，天下大雨，海潮高漲，越軍不堪淒風苦雨、海浪拍打，捲起國旗撤離。中國6名守礁官兵苦守40多個小時，直到建成高腳屋。越南海軍雖然不敢強行攻占中國軍隊控制的永暑礁和華陽礁，但是從1月15日到2月19日，越南171艦隊、125運輸旅先後派出武裝人員侵占了永暑礁周圍5個礁，對永暑礁形成包圍。
考慮到局勢危險，戰鬥隨時可能爆發，中國海軍增兵南沙。2月22日，海軍南海艦隊502編隊趕到；3月5日，海軍東海艦隊531編隊趕到，加上已在南沙的552編隊艦隻，永暑礁附近海面集中了中國15艘艦船。各艦逐礁守衛，防止越軍繼續侵占中國島礁。
1988年3月12日，風浪稍有減小，南浚613疏浚船第三次進軍永署礁，進行海洋觀測站的施工。這一天，越軍從金蘭灣駛出兩支編隊，一支撲向赤瓜礁，一支駛往鴻麻島，前者準備侵占赤瓜礁。12日晚上，正在南熏礁附近巡邏的我502號護衛艦接到敵情通報，越軍派遣HQ604船、HQ505登陸艦駛往九章群礁西南端的赤瓜礁，想在該礁建高腳屋。502護衛艦全速向赤瓜礁駛去。3月13日下午14時25分，中國海軍502號護衛艦抵達赤瓜礁，準備對礁盤水文地質情況和沉船位置進行勘察。17時左右，502艦雷達發現3艘越南艦船向赤瓜礁方向駛來，502艦做好戰鬥準備。傍晚時分，越南海軍HQ604號武裝運輸船在赤瓜礁拋錨，HQ605號武裝運輸船在赤瓜礁東北5.5海里的瓊礁拋錨，HQ505號登陸艦在赤瓜礁西北1.1海里的鬼喊礁，準備同時搶占3個礁盤。21時15分，中國海軍531、556艦已經趕到，556艦監視瓊礁方向，531艦和502艦匯合。23時50分，502艦派6名艦員由王正利帶領，駕駛小艇登上赤瓜礁。他們將國旗插上礁盤，端著衝鋒鎗守護在我主權碑旁守護一夜。
3月14日6時，越南海軍604號運輸船放下一條木船裝載著全副武裝的越軍和構築工事用的材料，強行登上赤瓜礁。至7時30分，越軍上礁人員共43名，並在赤瓜礁北側插上2面越南國旗。我海軍由502艦李楚群政委用高音喇叭喊話，要求越軍退出中國領土，此時我艦隊後續登陸人員上礁，502艦有33人上礁，531艦有25人上礁，登礁總人數增加到58人。此時在赤瓜礁上，礁盤北邊是58名中國官兵和五星紅旗，礁盤東邊站著43名越南官兵和金星旗。雙方在相距210米的礁盤上武裝對峙。
此時，海上力量對比是中國以502南充艦（標排1140噸）對赤瓜礁越軍HQ604武裝運輸船（820噸級）、531鷹潭艦（標排1565噸）對鬼喊礁HQ 505登陸艦（唯一4100噸級大型登陸艦，越南最大戰鬥艦），556湘潭艦（標排1565噸）對瓊礁HQ605號武裝運輸船（820噸級），中方噸位上有重大優勢。502南充艦為65型火炮護衛艦，有100毫米炮3門、37毫米炮8門；531鷹潭艦和556湘潭艦都是054H1型飛彈護衛艦，各有上游1號飛彈4枚、100毫米炮4門、37毫米炮8門；越方僅僅505登陸艦上有40毫米炮，火力處於絕對劣勢。
556湘潭艦是中國海軍江湖II型護衛艦，退役後出口給孟加拉國，改名「鄂圖曼」號。
越南505號登陸艦，該艦在隨後的戰鬥中被重創後擱淺沉沒。
7點50分，502艦政委李楚群帶領7名士兵，駕著小艇繞過敵船，駛向礁盤。這時，越軍船頭的兩挺機槍已瞄準我小艇，並操起高音喇叭說：「中國小艇開近我們了，我們不能貽誤戰機，否則，不是一名合格的越南軍人」。小艇駛近纜繩，跟礁上的越兵只有十幾米遠，礁石、船上越軍均不敢開槍，戰士龍田山和吳海金配合砍斷越軍小船的系泊纜繩。
8點10分，越軍開始向我軍撒尿，怪叫、吐口水，做污辱性的動作。8點20分，海上指揮所發出命令：「把他們擠出礁盤！」已經守礁一夜的王正利振臂一揮：「帶刺刀的上！把敵人的旗子拔掉！」「我有刺刀，我上」，502艦副槍炮長楊志亮第一個站出來，531艦反潛班長杜祥厚以及黃國平、洪家柱、張清等十幾個戰士立刻跟上來，趟著海水，向150米外越軍走去。隨後與越軍護旗人員扭打。身材高大魁偉的杜祥厚折斷越南旗杆，反潛兵張清趕上，收繳了越旗。這時，一名越軍舉槍向張清瞄準，楊志亮伸出左手抓住越軍槍管向上托。越軍槍響，楊志亮左臂頓時被子彈擊穿！時值8時47分。越軍打響第一槍。礁上中國人立即開火反擊，礁上一片混戰。中國人一邊反擊，一邊按既定方案迅速後退，以利中國海軍高射機槍火力支援。
「打了，打了！」我502艦上的指揮員清楚地看到水面上激起一片片水柱。越604船上的高射機槍同時瞄準我502艦掃射過來。此時正是8點47分10秒，海上指揮員陳偉文下令：「還擊！打沉它！」。
越艦向我艦開火，水面激起串串水柱
南沙海戰的海上指揮員陳偉文將軍。
8點47分30秒，502艦上的機槍開火了。緊接著，前主炮射出第一發炮彈，炸飛了敵船上的機槍。敵604船的舷窗口伸出一枚火箭筒，我機槍手曾俊明一個點射，敵火箭筒退了回去。這時502艦上的37炮、100炮一齊開火。射擊9分鐘後，敵604船起火下沉。8時57分，越軍登礁人員打出白旗投降。
赤瓜礁戰鬥爆發後，位於鬼喊礁的越南海軍505登陸艦以40毫米炮向中國艦隊射擊，編隊指揮所命令531艦反擊，531艦距離30鏈（3海里）邊機動邊射擊，當即擊中越505艦7發100毫米炮彈，其前炮被摧毀，煙囪被擊中，駕駛台起火。為免沉沒，505艦向鬼喊礁搶灘。搶灘後燃燒了5晝夜，艦艇徹底燒毀，後拖回越南軍港始終無法修復。531艦由於火炮射擊艦體震動，全艦發生故障54起，100毫米主炮火控雷達故障一直未能修復，只發射54發炮彈既射擊中斷，致使未能擊沉越505艦。
瓊礁方向，556艦於9時15分接到編隊指揮所命令，立即對越605船反擊，越605船中彈起火，指揮台被擊毀，船體傾斜嚴重，甲板上水。9時37分，556艦停止射擊，後經查證，越605船於當晚沉沒。
這次南沙之戰，我海軍艦艇消耗100毫米炮彈285發，37毫米炮彈266發，擊沉越船2艘，重創越船1艘，俘虜越軍40多人，其中中校軍官1人。越船傷亡約400人。我艦艇僅楊志亮1人為越軍走火輕傷。戰鬥中，中國海軍始終壓制著越方打。
越南在南海海戰中被擊沉的HQ605武裝運輸船。
考慮到越南當時擁有蘇-22攻擊機和反艦飛彈，中國海軍編隊在結束戰鬥以後，迅速收攏人員，加強防空，以18節高速撤離戰場，一路平安回湛江軍港。
當日，我外交部向越駐華使館遞交了抗議照會。
戰後，越南軍方發言人在新聞發布會上宣稱：「此之戰中國艦艇數目之多，包括配有導向飛彈的驅逐艦、護衛艦隻。我艦艇均被『冥河』式飛彈所擊中」。（事實上雙方均以槍炮交火）。與越南相反，中國政府採取了低調處理的方式，對海戰經過沒有過分渲染，僅僅在《人民日報》上發表了評論員的文章和幾次外交部的聲明與照會。直至3月31號，我軍方負責人才對外界公開披露了這次武裝衝突的真相和經過。
此戰後永暑礁海洋觀測站建設工程一切順利，越南海軍對我多個礁盤建設均不敢阻攔。同時，越南繼續侵占中國島礁，中國亦未有阻攔。永暑礁三面均為越南侵占包圍。
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南沙海戰勝利後，返航的531艦
南沙海戰中的功臣502艦和531艦
「3.14」海戰是距離中國軍隊最近的一次海上實戰，有很多經驗和教訓值得今人總結。
參與對峙的越軍最大口徑武器也不過是HQ 505登陸艦的40毫米炮，其餘兩艘武裝運輸船均裝備高射機槍，對我軍艦隊難於構成重大威脅。戰鬥第一槍是越軍士兵走火打響，開戰以後，越軍立刻被徹底壓制，9分鐘越605運輸船就被擊沉。越505登陸艦的40毫米炮雖然反應快，搶先開炮，但是與我531艦距離達30鏈（3海里），沒能對我構成實質性威脅。戰鬥中，中國531艦戰術得當，重點攻擊越505艦炮位和駕駛台，僅僅命中7發100毫米炮彈就摧毀炮位和駕駛台，造成越505登陸艦快速喪失戰鬥力。雖然後來100毫米主炮故障啞火，但是給37毫米副炮留出了一個不會還擊的505靶艦。
中越雙方指揮及時性都出現了嚴重的脫節。8點47分開戰，9時15分（28分鐘後）遠在赤瓜礁東北5.5海里瓊礁的556艦方才接到編隊命令開火，此時越605船還處於「懵懵懂懂」的對峙中。556艦至9時37分停止射擊，射擊足足12分鐘仍未擊沉僅僅820噸的越605船，還讓其掙扎著逃走，後來才通過情報渠道得知605船未能返港（返回途中沉沒）。搶灘擱淺的越505登陸艦噸位足有4100噸，是越南最大的戰鬥艦隻，當家寶貝，中國海軍也沒有及時組織將其徹底擊沉。幸好越南造船能力差，始終無法修復它。這也是為什麼有些資料錯誤聲稱越南被擊沉1艘、重創2艘的原因。實際戰果是越南被擊沉2艘，擊毀1艘。
531艦的100毫米雙聯前主炮，該艦的100毫米炮開戰不久就重創越軍505艦。
越南軍人為蘇-22戰機掛載飛彈
中方戰前決心僅僅限於搶占島礁而非收復島礁，在取得壓倒性勝利以後，擔心越軍空襲，快速撤回，沒有繼續擴大戰果。其時越軍並未對南沙進行空中支援。越南空軍的蘇22配備有KH-28反輻射飛彈，只要我方雷達突然關機，機動規避，飛彈必定失的。蘇22如果掛火箭巢對艦攻擊，命中率極低且把自己暴露在我編隊火炮前。更重要的是蘇22連慣性導航系統都未裝備，依靠都卜勒雷達導航，精度極差，在海上不能發現軍艦這樣的點目標。所以當時越軍的蘇22不具備反艦能力，擔憂蘇22實屬過分謹慎。
3.14海戰是中國繼1974年西沙海戰後的又一場海戰，雖然戰鬥規模不大，但可以看出中國海軍經過西沙海戰後十餘年的大力建設，艦隊規模和質量已有了較大提升，這也才使中國海軍在此次戰鬥中占有明顯的裝備優勢。同時中國空中力量不能有效覆蓋南沙群島的問題也因為此次戰鬥暴露無疑，這也促進了中國後來對空中遠程作戰力量的大力建設。