虽没有被炸弹直接命中，但是近失弹造成船上多处被弹片击中。其中，驾驶室、无线电室、医务室和锅炉房损害较为严重，航锐减一半。主炮方向机被弹片击毁，火力大减。
日本轰炸机离去后，水手们总算松口气，以为灾难结束了，开始救治伤员，扑打燃烧的火势。然而，空中很快又黑压压地飞来了一大群战机。其中6架为单的俯冲轰炸机，专门进行俯冲轰炸；另外9架为战斗机，专门进行扫射。这些日军战机轮番攻击，多批次投弹。在多架日机的打击下，炮艇已被炸得气息奄奄，冒着滚滚浓烟。所有动力系统瘫痪，炮艇无法行驶，难以规避空中袭击。炮艇的电力系统也被炸坏，作战系统难以操作。船壳被炸穿，江水开始涌入，炮艇渐渐下沉。艇长和副艇长阵亡，船上水手死伤大半，航海长看到无力回天，下令毁掉无线电室的秘密文件，然后弃艇逃生。在离开炮艇前，航海长要求大家带上国旗、自卫枪支。这条命令后来救了很多人的命。
由于日军曾经轰炸过美国炮艇，所以现在南京江面上除了日本船已经没有其他的船只可以帮助洛托号的幸存水手。他们在航海长的带领下，艰难地游到岸边。上岸以后，他们高擎这意大利国旗，扛住步枪向着南京城内的意大利大使馆跑去。沿途劫后的南京，满目荒凉，日军的兽行极大地震撼了这些年轻的意大利水兵。
在洛托号遇袭五小时后，远在罗马的芒果得知了这一事件。同时芒果还知道洛托号的幸存人员千辛万苦还保存着日军在下关江面屠杀战俘的胶卷。他要求驻东京的意大利大使马上向日本方面提出最强烈的抗意，同时他还命令从天津再调集一条炮艇进入长江。另外，他要求意大利驻南京大使亲自将胶卷护送到上海，他将派遣他的专机前往上海。
对于意大利人的抗议，日本有关部门再一次辩解说，这是一次误炸，日机飞行员们由于当时天气“能见度差”，把洛托号上的国旗看错了。
12月20日，意大利媒体报道了洛托号炮艇在中国长江挨炸的事件，引起意大利人强烈愤慨，一些民众举行在罗马抗议活动。特别是日本人提出的“误炸论”更让意大利人不能接受。他们指着报纸上刊登的有关日军屠杀战俘的照片，质问道：对于这样一支没人性的军队，他们的政府作出的解释可信吗？为此，一些愤怒的意大利青年队对日本人的寿司店进行了“打、砸、抢、烧”严重暴力行为。
1月25日，意大利政府宣布召回驻日本的外交人员，并终止和日本的轰炸机交易。而此前为了打动意大利政府停止
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