1954年7月23日上午，國泰航空班機被攻擊。這次航班從新加坡起飛，機組6人，服務員1人，乘客11人；到達泰國曼谷以後，7人到達目的地離開，9名新乘客上機。班機在海南島20英裡以外公海上空以9000英尺高度飛行，天氣晴朗，能見度高。副駕駛CedricCarlton發現左側螺旋槳戰鬥機，隨後曾經是戰鬥機飛行員的澳大利亞機長PhilipBlown發現第二架。兩架飛機在毫無警告的情況下進行射擊。
美國「報復性擊落」中國兩架戰鬥機
7月24日，當月7日剛剛到任的英國駐華首任代辦杜維廉就民航機事件向中國發出照會。同日，美國國防部長威爾遜以救援民航機為藉口，派出航母戰鬥群抵近海南島，並聲稱：「美國所要採取的行動將在以後宣布。」7月26日，美國艦載機擊落中國空軍2架拉－11型戰鬥機。這一天，中國外交部章漢夫副部長復照英方，對此次不幸事件表示遺憾，對傷亡者及其親屬表示同情和慰問，並考慮給以適當的撫恤和賠償。
中國空軍將'空中霸王'誤認為臺灣的轟炸機
根據國外資料：「電臺廣播章漢夫致英國政府抗議的復函說：中國空軍將'空中霸王'誤認為臺灣的轟炸機，是準備前來海南島榆林港軍事基地轟炸……因為當時我方正在海南島上空執行巡邏任務，誤認了'空中霸王'客機是臺灣的空軍」。此說法可能是誤導，與C－54接近的國民黨軍轟炸機只可能是B－17，近距離攻擊不大可能識別不出。
27日，英方照會中國政府，提出四點：第一，英方對中國軍機襲擊英國客機表示不可理解。第二，英方要求中方對造成此次事件的負責人員予以懲戒。第三，中方應立即採取措施，防止類似事件再度發生。第四，賠償有關生命及財產損失。
中國向英國政府賠償了損失
9月15日，英方就賠償問題照會中國政府，提出總計36.7萬英鎊的賠償要求，其中包括：1.飛機損失計25.2萬英鎊；2.行李及貨物損失計3萬英鎊；3.生命損失賠償7.5萬英鎊；生存者所受傷害及災難賠償計1萬英鎊。10月21日，中國外交部歐非司司長黃華就賠償方案問題上報周恩來。中國政府馬上答應了要求並立刻兌現了賠款。至此，中英雙方關於賠償問題的交涉告一段落，同時，這也標誌著由於誤擊英國民航飛機事件而引發的中英外交爭端基本解決。
中國以後向英國政府賠償了損失，對當事的飛行員和地面指揮員給予刑事處分和紀律處分。國泰航空開出了一張25.14萬英鎊的賠償帳單，中國在13個月以後足額償付。但是中國政府最後賠償英方36.7萬英鎊的巨款，而不止是國泰航空的損失。1955年5月9日，周恩來會見英國代辦杜維廉交涉「克什米爾公主號」事件時說「1954年海南島駐軍辨查失誤，擊落英國民航機，我們迅速道歉並賠償。」不過1955年日內瓦中美大使級會談時，杜勒斯提出的四個議題中，還是有國泰班機被擊落事件。賠償工作的詳細情況與此次事件對當時國際關係構成的微妙影響，迄今為止，尚沒有一份全面研究報告，甚至連提到此事件的文本都不多。各方對「關鍵性」的細節嚴加保密，只有等各方以後公開有關檔案才能明白究竟了。