当“伦敦”号和“黑天鹅”号进入23军渡江区域后，叶飞、陶勇曾向粟裕、张震请示。粟、张于21日8时20分紧急请示总前委和中央军委：“我23军七圩港外今晨到兵舰两只，一大一小，上部一文‘英’字旗号。据望远镜观察，舰上除有中国人外，并有外国人。因我已实施渡江，均已下令封锁江面，而请示对该舰如何处理，是否给予轰击？”
当日18时毛泽东以军委名义答复粟、张：“你们所说的外舰可能是国民党伪装的，亦可能是真的。不管真假，凡擅自进入战区，妨碍我渡江作战的兵舰，均可轰击，并应一律当作国民党兵舰去对付，装作不知道是外舰。新华社亦不要发广播去劝告，看其反应如何再说。但如该外舰对我渡江在实际上无妨碍，则可置之不理，暂时不去打它。”
毛泽东的电报还没到，23军已经同英舰交火了。三野司令部打电话向叶飞询问：“你们怎么同英国军舰打起来，谁先开的炮？”
叶飞打电话告诉陶勇：“江面上的军舰是英国军舰，我们把英国军舰打伤了，上面来查情况哩。”陶勇怒气冲冲地说：“有什么好查的！我最好的团长邓若波都给他们打死了！”叶飞与陶勇商定，上边来问，就说英国人先开炮。
这两次冲突，实际上是在双方都不了解的情况下打起来的。我军渡江在即，没有预料会遭遇外国军舰。英军也不知道我军就要渡江，更没想到会挨打。“紫石英”号搁浅后，即向上海英国海军远东舰队求救。“伦敦”号、“黑天鹅”号向上游进发时，英国大使通过驻北平总领事包士敦送信给朱德总司令，说明英舰营救“紫石英”事，请求我方提供方便。毛泽东这才知道我军打的是英国军舰。他于22日3时电告总前委和粟裕、张震：“英国人要求我军对于英舰两艘营救被击损之英舰（紫石英号）船员一事予以便利，我们意见在英舰不妨碍我军渡江作战的条件下，可予以营救之便利。对于英国人要求该二舰于营救事务完毕后，仍须开往南京护侨一事不能同意，应令二英舰向下游开去。但如二英舰不听劝告，仍开南京，只要不向我军开炮及不妨碍我军渡江，你们也不要攻击他们。”
但是毛泽东的电报来晚了，23军已经把“伦敦”号和“黑天鹅”号打回上海去了。粟裕、张震调查了事情经过，于23日中午向总前委、军委报告：“21日上午在七圩港（泰兴南我出港口）江面驶来悬英国旗舰二只，先向我开炮（亦说我战防炮先打）。我即还击，命中9炮，并击毁炮2门。该两舰旋即取下英旗西去，驶至口岸港附近，为我各炮兵轰击后，东驶经七圩港时，舰上用广播器向岸上高喊：‘我们不是你们的敌人’。当时我未予炮击，该舰已驶沪，然番号无法查清。”
再说“紫石英”号被我军击中后，舰长史基纳和舵手丧命，部分水手仓惶跳入江中，游到南岸，在国民党军救护下步行到常州，然后登上火车，于21日逃回上海。新闻报道说这些英军“多被黄布棉军服，各人均极疲惫。有御绷带者，有负伤用担架抬下火车者，有跣足者，有穿拖鞋者，极为狼狈。”谈起共军的炮火，他们依然心有余悸。
21日夜里，驻南京的英国大使馆派一等秘书爱德华过江，到浦口与我方联系，请求停战并营救“紫石英”号的英军伤兵。军委指示粟张：“加强江阴方面之炮火封锁，一使敌海军不能东逃，二不使英舰再西犯，来犯则打击之。”“对营救紫石英之伤员，如爱德华来不要拒绝，可予以营救。惟须英方承认错误，未经允许不得入我防区。且与国民党兵舰及南岸敌军勾结一起，向我攻击，致使我军遭受重大损失（伤亡252人），此种与我为敌的行为，绝不容许。英方必须承认错误并赔偿损失。你们占领镇江后，应即将紫石英号俘获，解除武装，逮捕其人员。但需要给以适当的待遇，不要侮辱他们。对其伤员予以治疗，但不要释放。必须英方派出正式代表和我方代表举行谈判，英方承认错误，方予释放。”
21日我军渡江后，忙于追击国民党溃军，没顾得上寻找“紫石英”号。26日特纵炮3团渡江后，沿岸搜索，发现“紫石英”号停泊在镇江东谏壁镇附近江面上。炮团张参谋向舰上打招呼，一名英军中尉和翻译上岸来与我方联系。炮3团政委康矛召奉军首长命令赶到现场，与英方交涉。他向英方发表三项口头声明：1．英舰未经人民解放军许可，擅自侵入解放军防区且首先炮击解放军阵地，致使解放军官兵252人遭受伤亡，房屋村庄惨遭破坏。英政府及海军当事人应对此暴行负完全责任。2．英舰应向中国人民及人民解放军道歉，并保证以后不进行与中国人民及人民解放军相敌对的行为。3．中国人民及解放军保留对英国当局要求赔偿损失、严惩凶手的一切权利。英方代表表示已死的舰长应对此事件负主要责任。但对首先炮击我军表示抵赖。说是在演习。康矛召反驳说：“当时不是演习的时间和地点。中国人民不应再受帝国主义压迫了，为什么人家打了我们嘴巴还说是摸脸呢？”他要求除留下必要的人员外，英方人员应大部离舰，等候处理。
“紫石英”号被我军扣留，英国当局恼羞成怒。21日英国外交部发言人声称：英舰获得中国政府许可，有权驻入中国内河。一如中国兵舰获得英国政府许可，可驶入察晤士河。25日英国海军部增派几艘军舰前往远东，并发表声明：英舰在南京、上海“完全系为于政权更易时治安紊乱之际，从事援助英联邦人民之责。一俟环境许可，即拟撤回英舰。”26日英国首相艾德礼在下院报告“紫石英”事件时，前首相丘吉尔发言说：“长江事件实为一种暴行，政府以全部责任交由驻华海军司令担负，早应派遣航空母舰作有效之反击。”但是艾德礼对此持谨慎态度，他表示：由于中国局势动荡不定，英国政府对炮击英舰的事件持保留态度。
4月30日，毛泽东起草了《中国人民解放军总部发言人为英国军舰暴行发表的声明》，严厉驳斥丘吉尔的战争威胁。《声明》说：
“英国人跑进中国境内做出这样大的犯罪行为，中同人民解放军有理由要求英国政府承认错误，并执行道歉和赔偿。”“长江是中国的内河，你们英国人有什么权利将军舰开进来？没有这种权利。中国的领土主权，中国人民必须保卫，绝对不允许外国政府来侵犯。”
《声明》表示：“中国人民革命军事委员会和人民政府愿意考虑同各国建立外交关系，这种关系必须建立在平等、互利、互相尊重主权和领土完整的基础上，首先是不能帮助国民党反动派。中国人民革命军事委员会和人民政府不愿意接受任何外国政府所给予的带威胁性的行动。外国政府如果愿意考虑同我们建立外交关系，它就必须断绝同国民党残余力量的关系，并且把它在中国的武装力量撤回去。”
毛泽东的声明表明了中国共产党人的立场，绝不承认帝国主义在中国的特权，绝不容许帝国主义对中国的侵略。但是“紫石英”事件的发生，使中共中央警觉起来。在全局上要有反抗帝国主义的气魄和勇气，，在具体问题上又要谨慎从事，避免帝国主义对中国革命的武装干涉。4月28日毛泽东给总前委的指示中说：
“英军紫石英号事件，似乎是一个偶然事件，英国连抗议也没有提。
因此我们除借此作宣传教育人民外，实际上我们亦不必扩大这件事。”5月6日，在三野举行上海战役前夕，毛泽东指示粟裕、张震：“预先告诫部队，在占领吴淞时极力注意避免和外国兵舰发生冲突。”20日粟裕、张震报告：“在高桥以西至林家宅沿江之线有敌舰五艘（其中两舰有外国旗，三舰无旗），对我259团及262团阵地作猛烈的炮击，我之守备阵地大部被其摧毁。我因怕打错，已严令不准打。为此，对我威迫与阵地坚守增加极大困难。此事如何处理，请示。”毛泽东复电：“黄浦江是中国内河，任何外国军舰不许进入，有敢进入并自由行动者，均得攻击之；有向我发炮者，必须还击，直至击沉击伤或驱逐出境为止。但如有外国军舰在上海停泊未动，并未向我军开炮者，则不要射击。”他告诫粟、张：“为了对付外国军舰的干涉，你们应有充分的精神准备与实力准备，即要将外国干涉者的武装力量歼灭或驱逐之。”
三野部队保持了克制，在上海战役中没有与外国军舰发生冲突。中共中央担心帝国主义会对中国进行武装干涉，毛泽东于5月28日电告四大野战军负责人，要大家“预筹对策，以期有备无患。”
措施是加强沿海港口的守卫，保留一部分兵力应付突然事件。在这种形势下，对“紫石英”号的处理就成了一个很微妙的问题。
“紫石英”号在镇江停留期间，修复了被炮弹打坏的船舱。对英军究竟是作为俘虏还是作为客人看待，上级没有明确指示。看管部队每天供给船上必要的燃料，没有派人上舰监视或缴下武器。
英国远东舰队司令布朗特两次致电“紫石英”号舰长克仁斯，要他与我方交涉放行。我方要求英方首先承认错误，道歉后才能考虑放行的问题。谈判陷入僵局。第8兵团政委袁仲贤将这些情况报告总前委，总前委转报中央。6月10日，周恩来以军委名义起草了《对英国军舰紫石英号的处理办法》的复电，指示总前委：
“你们可令前线司令部康矛召以公函通知“紫石英”号舰长克仁斯定期至我司令部与袁仲贤将军会谈。届时，袁仲贤可根据英舰四艘武装侵入中国内河及炮轰我军阵地的基本事实，将英远东舰队司令布朗特两次函电及克仁斯几次备忘录的无理和威胁词句给以口头驳斥。在会谈中应注意劝导其承认英国军舰闯入未得解放军许可的中国领水和战区为基本错误，至少应劝导其承认无法取得我军同意即行开入亦为冒失行为，然后，才能允予考虑将谈判英国海军的责任及认错、道歉、赔偿等问题，与容许紫石英号军舰开走修理问题分开解决。”
在电报中，周恩来还对“紫石英”号可能逃走的问题指示了对策：“你们估计‘紫石英’号一般地不会偷走，但应准备该舰如采取偷走办法时的对策。我们认为，如果‘紫石英’号采取偷走办法，我方军舰及江岸炮兵应装作不知道是‘紫石英’号，而让其逃去（此点应事先秘密通知有关方面）不要攻击，然后迅即发表声明加以申斥。……我们应严密戒备吴淞、江阴两要塞，如果‘紫石英’号经过江阴偷走，可不予炮击。”当时上海已经解放，有大量的工作要做。中央希望能尽快解决“紫石英”号的问题，避免牵扯过多的精力，避免国际冲突。
然而几次谈判，没有取得进展。英方坚持是我方先打的他们。
拒绝承认错误和道歉。南京市委将情况报告中央，6月23日毛泽东复电：“对‘紫石英’号的方针，必须英方承认不得人民解放军同意擅自侵入中国内河是错误的这一点（不着重谁先开枪，因为这是没有多大关系的，重要的是擅自侵入内河，只要是擅自侵入。
我军就必须打它和扣留它；也不要着重正当渡江的时机，重要的是擅自侵入人民解放军控制的内河，不管什么时机，都是不能许可的），才能释放，否则决不能释放。”我方代表根据中央指示的立场再次与英方谈判，双方又陷入僵局。
眼看释放无望，英方准备秘密逃跑。随着时间的推移，我军渐渐放松了对“紫石英”号的戒备。英国人把我方每天提供的燃料积攒起来，达到了可以逃出长江的用量。7月30日夜里，“紫石英”号偷偷起航。当时一艘顺流而下的“江陵”号商轮正好驶过镇江，“紫石英”号贴上去，与“江陵”轮并行，借其掩护，躲避我军炮火。21时大港炮台的25军山炮团发现“紫石英”号逃跑。
立即开炮拦截。因为没有探照灯等照明设备，黑夜中辨不清目标，结果炮弹多数打到“江陵”号商轮上，导致“江陵”轮不幸沉没，25军山炮团用电话通知下游的江阴要塞，特纵守备部队立即派出步兵沿江巡逻，要塞副司令李安邦赶到黄山炮台指挥。到午夜时分，没听见江上有轮船的机器声，也没有看到步兵发出的搜索信号。突然，黄山炮台山脚下出现一个庞然大物，开足马力向东驶去。原来狡猾的“紫石英”号在接近江阴要塞时，关闭轮机，不出动静地顺流而下。通过黄山炮台时，军舰紧靠南岸石壁，我军炮火居高临下，死角太大。等炮兵们移动炮架调整射击角度时，“紫石英”号已迅速通过炮台，消失在黑暗之中。
逃过江阴之后，江面骤然开阔。拦截“紫石英”号更加困难，只有吴淞口这最后一关了。江阴要塞派出部队，带战防炮2门、机枪4挺，乘汽艇追赶。沿途询问过往商船，说是曾看见一艘军舰向下游行驶，舰上关闭灯光，速度很快。江阴要塞估计“紫石英”号到达吴淞口的时间，通知吴淞要塞的炮18团作好战斗准备。
18团等到31日下午，江阴追赶的汽艇都到了，也没看到“紫石英”号的踪迹。根据情况分析，“紫石英”号一定是避开了吴淞口，从崇明岛北面的航道逃出了长江口。
“紫石英”号逃跑后，粟裕召集担任江防的25军、特纵首长及25军山炮团、江阴、吴淞要塞副司令、外交事务处等有关部门开会，就此事进行检讨。8月27日粟裕和三野副参谋长周骏鸣联名向军委写了报告，总结了一些教训：
“领导上没有明确对英舰‘紫石英’号的态度。究竟以俘虏看待还是以客人看待，有些模糊。没有予该舰以必要的限制，如限制燃料或派人上舰监视，或缴下武器。”
“英帝为了照顾其在远东的面子和威信，不肯承认其错误，又不愿该舰长期陷于我手，其惟一办法则为偷跑。而我在对关于执行军委防止该舰逃窜部署动作上缺乏明确具体的指示，只是照样转令各江防部队对该舰‘不以击沉为目的’，而对如何达到不使该舰击沉，且又可以有效阻止该舰逃窜之目的，却未予各江防部队以具体指示。致江阴要塞机械改变原来（以击沉为目的）部署，变换了有效阻击的炮兵阵地，怕击沉了要犯错误（当时山下江岸大水亦是一客观原因）。”
“对英舰的熟悉航道地形乘夜晚偷跑及其逃跑时可能运用麻痹掩护狡诈想到的估计准备不足。因此在防御配备上存在各种弱点，如江阴要塞南岸炮位放在山上，不得遂行低伸水平射击，崇明岛未设炮火，没有估计到该舰由崇明岛以北逃窜，江阴没有照明设备和江面巡逻等。”
“缺乏照明设备，炮兵射击技术不高，对水上活动目标射击无经验。事前守备部队在干部、战士中普遍进行兵舰、商轮夜间识别教育不够，致该夜敌舰利用江陵号商轮掩护前进；而我25军炮兵反误击商轮。”