1942年2月14日前,日军从东、西、北三面推进到爪哇岛近接近地,控制了婆罗洲,西里伯斯等岛屿。日军指挥部的企图是,预先突击盟军在南海海域的基地和战舰,夺取制海权和制空权,削弱爪哇岛的防御,从海上封锁爪哇岛接近地域,尔后从东西两岸同时上陆,占领爪哇。
为实施爪哇战役,日军投入的有第16军(3个师另1个独立旅)、海军第3舰队、第11航空队。第3航空兵团部队也参加了这次战役。与日军相比,盟军兵力处于劣势,他们在荷属印度各岛只有5万守备部队,约200架飞机,以及一支先后停泊在雅加达和泗水基地的由英,美、荷三国舰只组成的联合分舰队(巡洋舰8艘,驱逐舰12艘)。2月14日,日军使用航空兵对荷属印度军事目标实施突击之后,在巨港〔巴邻旁(苏门答腊岛)〕地域实施空降兵机降和海军陆战队上陆,2月17日占领港口和附近机场。2月19日,日军在巴厘岛登陆。当日,日军航空母舰编队对澳大利亚达尔文港实施突击,停泊在那里的船只几乎全部被击沉。截至二月底,日军占领了苏门答腊岛和帝汶岛,切断了爪哇海的各个通道,将敌舰队封锁在该地,并使敌人无法从澳大利亚派兵增援爪哇。盟军分舰队阻止日军在巴厘岛上陆的企图遭到失败。
为占领爪哇,日军登陆部队(西部集群:航空母舰1艘、巡洋舰7艘、驱逐舰25艘和搭乘部队的运输舰56艘;东部集群:巡洋舰4艘、驱逐舰8艘和运输舰41艘)从东西两面向爪哇推进,航空母舰突击编队(航空母舰4艘、战列舰4艘、巡洋舰1艘、驱逐舰8艘)实施海上掩护。由荷兰海军少将多尔曼率领的盟军分舰队(巡洋舰5艘、驱逐舰10艘)企图阻止日军在爪哇上陆,2月27—28日,与日本海军上将高桥率领的东方兵团的护卫舰队(巡洋舰4艘、驱逐舰14艘)交战。盟军兵团没有空中掩护,而且所属战舰又从未进行过协同行动。交战结果,日军击沉敌军2艘巡洋舰和3艘驱逐舰,日舰没有损失。盟军从爪哇海突围时损失了仅有的3艘巡洋舰和3艘驱逐舰。只有4艘美国驱逐舰得以逃往澳大利亚。在日军完全掌握制海权和制空权的情况下,2月28日,日军开始在爪哇南望地域上陆,3月1日,又在雅加达地域上陆。3月5日,日军占领雅加达,3月8日,占领泗水,3月12日占领爪哇岛,3月15日前,占领荷属印度诸岛。
此战,日军占领整个东南亚,战场态势大大得到巩固。爪哇战役的特点是:日军不停顿地向爪哇挺进,海、空军随之向占领的敌基地转场,夺取制空权,并从海上和空中封锁爪哇。