Dengan kejadian tersebut, Inggris mengeluarkan ultimatum bagi Indonesia bahwa semua orang Indonesia harus menyerahkan senjata dan mengangkat tangan, dengan batas waktu 10 November 1945 pukul 06.00 WIB.
Tentu saja ultimatum tersebut ditolak oleh rakyat. Maka, pada 10 November 1945, tentara Inggris pun melancarkan serangan besar-besaran dengan mengerahkan sekitar 30.000 serdadu, 50 pesawat terbang, dan sejumlah besar kapal perang. Seluruh kota Surabaya dihujani bom dan meriam. Pertempuran berlangsung selama hampir satu bulan, sebelum akhirnya seluruh kota jatuh ke tangan Inggris.
Pertempuran tersebut menggerakkan perlawanan rakyat di seluruh Indonesia untuk mengusir penjajah dan mempertahankan kemerdekaan. Di luar dugaan pihak Inggris yang menduga bahwa perlawanan di Surabaya bisa ditaklukkan dalam tempo tiga hari, para tokoh masyarakat seperti pelopor muda Bung Tomo yang berpengaruh besar di masyarakat terus menggerakkan semangat perlawanan pemuda Surabaya sehingga perlawanan terus berlanjut di tengah serangan skala besar Inggris. Selama hampir satu bulan, hingga 16.000 pejuang Indonesia tewas dan 200.000 rakyat sipil mengungsi dari Surabaya.
Untuk mengenang para pejuang yang gugur dalam Pertempuran Surabaya inilah kemudian tanggal 10 November diperingati sebagai Hari Pahlawan.