接报后，南海第一救助飞行队总值班室通知正在湛江值班待命的B-7120救助机组做好出动准备，并申报飞行计划。12时20分，值班室联系到“琼临高01020”，并获知其最新位置。12时30分，飞行计划得到批复，B-7120救助直升机紧急升空，赶往出事海域。13时23分，B-7120直升机约85海里后抵达事故现场并进行搜寻。

约十分钟后，机组人员在距事故地点的东南方向15海里处发现“琼临高01020”渔船。经过高空侦察，机组人员确定2名被烧伤渔民就在此渔船上，并马上开始实施作业。救生员通过绞车钢索顺利滑降到渔船上，经过询问，救生员发现有一名伤员伤势严重，约为60岁老人，处于昏迷状态，呼吸系统可能被火烟损害，呼吸困难，并时不时痛苦呻吟，还有呕吐现象。

另一名伤员伤势较轻，约为30岁中年男子，无大碍。救生员示意机组，需采用担架的救援方式把重伤者救起，采用救援套的方式将轻伤者及1名陪同救起。13时55分，在机组人员的默契配合下，救生员成功将2名烧伤渔民及1名陪同接上直升机。考虑到渔民伤势严重，B-7120机组决定立即返航。14时50分，B-7120救助直升机落地湛江坡头机场，2名伤员被湛江南油医院120救护车接走进行紧急救治。

经过短暂休息，以及对直升机进行清理、加油后，B-7120救助直升机于15时50分再次起飞，前往搜寻失火船只“琼临高10011”。由于没有“琼临高10011”渔船的联系方式，根据以往搜救经验，B-7120机组人员在此前所报的事故海域扩大搜救范围，进行搜寻。经努力搜寻，B-7120没有发现遇险渔船，在油量不多的情况下不得不返航，并于18时32分落地湛江坡头机场。此时，夜幕已开始降临。