Буквально на следующий день после беседы с японским послом на Амуре вспыхнул давно назревавший вооруженный конфликт. Для отражения возможных провокаций в районе острова Сычевский был выставлен усиленный дозор из трех однотипных советских судов: бронекатеров Амурской Краснознаменной военной флотилии №72 и №74 и канонерской лодки морпогранохраны №308. Между 15 и 16 часами местного времени 30 июня к острову Маленький у н.п. Новопетровка подошла лодка с тремя маньчжурами. Три советских судна подошли к нарушителям, и один из катеров, взяв лодку на буксир, начал оттаскивать ее к противоположному берегу. В ответ на это в 16:40 с маньчжурской стороны из района деревни Ганьчацзы по нашим катерам был открыт артиллерийский огонь тремя орудиями, а также пулеметная стрельба. Бронекатер №72 был накрыт первыми же выстрелами, получил многочисленные пробоины и затонул в районе южной оконечности острова Сычевский, куда был снесен течением. Остальные советские катера также получили пробоины при обстреле и, не отвечая на огонь, отошли к Новопетровке. На канлодке №308 был ранен один краснофлотец.
Из 16 человек экипажа потопленного бронекатера №72 в ходе боя погибли: командир бронекатера лейтенант И.В. Беляев, убитый первыми же выстрелами, а также старшины А.Я. Вовненко, И.В. Костенко, краснофлотцы И.В. Красинов, А.П. Тихий. К нашему берегу сначала выплыли 9 членов экипажа, затем были найдены еще двое живых. Среди спасшихся моряков было трое раненых, один из которых, Я.Ф. Есауленко, позднее умер в госпитале. Погибшие моряки были впоследствии похоронены на маневренной базе Амурской флотилии в Астрахановке (пригород Благовещенска).
Командующий Отдельной Краснознаменной Дальневосточной армией В.К. Блюхер приказал выслать в район конфликта пять бронекатеров Зейского отряда Амурской флотилии (фактически, в 19:40 того же дня в район вышло шесть бронекатеров Зейского отряда) и, совместно с пограничной канлодкой, подобрать экипаж затонувшего катера, а в случае открытия огня маньчжурами подавить их огневые средства силами подтянутых в район Новопетровки 152-мм и 122-мм артиллерийских батарей. Остров Маленький предписывалось занять десантным отрядом РККА. Из района Поярково к острову Сычевский были высланы еще пять катеров Бурейского отряда Амурской флотилии.
30 июня 1937 г. японскому послу в Москве был заявлен протест в связи с обстрелом советского катера на Амуре. 1 июля в беседе с наркомом иностранных дел М.М. Литвиновым посол Сигемицу заявил, что причиной конфликта стало незаконное, по мнению японской стороны, занятие советскими войсками спорных островов. 2 июля японская и советская стороны договорились в Москве об отводе со спорных островов советских военных подразделений и катеров, при этом советские дипломаты подчеркнули, но что это не означает отказа Советского Союза от прав на спорные территории.
В июле 1937 года с властями Маньчжоу-Го активно велись переговоры по вопросу подъема бронекатера №72, затонувшего фактически у маньчжурского берега. Сопредельная сторона заняла в этом вопросе крайне жесткую позицию, увязывая свое обещание не препятствовать подъему катера с фактической передачей им спорных островов и разрешением беспрепятственного плавания маньчжурских судов по всему Амуру. На такие условия СССР, естественно, пойти не мог, и переговоры зашли в тупик.
В дальнейшей судьбе бронекатера №72 остается много неясного. Автору данной статьи не удалось обнаружить в архивных фондах достоверных материалов, подтверждающих подъем катера советскими или маньчжурскими властями и его использование той или другой стороной. Однако, в труде «Корабли и вспомогательные суда советского Военно- Морского Флота (1917-1927 гг.)» утверждается, что данный катер после инцидента 1937 года состоял в Амурской военной флотилии еще 14 лет - до 1951 года.
Историк Д.В. Ливенцев в монографии «Советские военно-морские и речные силы в дальневосточной внешней политике (1917-1945 гг.)» пишет, что «позже японцы подняли бронекатер, но в состав Сунгарийской военной флотилии его не ввели. Возможно, что он использовался как речной полицейский катер». Однако, на страницах 538 и 557 того же труда по состоянию на июнь 1941 г. и на август 1945 г. соответственно указано наличие в составе Амурской Краснознаменной флотилии бронекатеров типа «К» с номерами с 71 по 75, то есть бронекатер того же типа, что и затонувший, и под тем же номером 72 числился в списках советского флота до окончания войны с Японией.