На рассвете, когда конвой отошел от узости Ирбенского пролива на 15 миль, в бой вступили эсминцы и сторожевые корабли. Дивизион эсминцев атаковал корабли эскорта. Немецкий эскорт имел значительное преимущество в артиллерии над нашими эсминцами. Против 18 орудий калибра 150 мм и 20 орудий калибра 128 мм на немецких кораблях наши эсминцы имели 28 орудий калибра 130 мм. Немецкие легкие крейсера, в отличие от наших эсминцев, имели серьезное бронирование.
Когда немецкий эскорт отвлекся на бой с нашими эсминцами, дивизион сторожевых кораблей атаковал конвой. Немецкие корабли непосредственного сопровождения конвоя также имели значительное превосходство в артиллерии над нашими сторожевиками. Против 10 орудий калибра 128 мм и 19 орудий калибра 105 мм наши имели всего 14 орудий калибра 102 мм. Поэтому артиллерийский бой, проходивший на дистанции 80–100 кабельтовых, сложился не в пользу наших кораблей. У нас были серьезно повреждены эсминец «Смелый» и два сторожевика, которые вышли из боя. Остальные корабли остались в строю, хотя и получили повреждения. После двадцатиминутного артиллерийского боя командующий нашими кораблями контр-адмирал Дрозд отдал приказ отступить. Эсминцы и сторожевики разорвали дистанцию, оставаясь в виду конвоя.
Затем в дело вступила авиация КБФ. Полк торпедоносцев Ил-4Т атаковал соединение прикрытия в 40 километрах северо-западнее острова Хийумаа. Мощный зенитный огонь соединения, имевшего 12 орудий калибра 88 мм, 32 автомата калибра 37 мм и 16 автоматов 20-миллиметрового калибра, не позволил торпедоносцам добиться успеха. Наши потери составили 3 самолета.
Два полка штурмовиков с острова Сааремаа и два полка с латвийских аэродромов последовательно атаковали корабли эскорта. Две эскадрильи истребительного прикрытия немецкой эскадры не смогли оказать сопротивления восьми нашим истребительным эскадрильям штурмовых полков и были почти полностью уничтожены. Первым заходом штурмовики залпами эрэсов и огнем курсовых пулеметов расстреливали зенитные орудия и выбивали их расчеты. Каждый из немецких кораблей получил множество попаданий. На кораблях отмечены многочисленные пожары. Вторым заходом проводилось бомбометание с пикирования. Было отмечено не менее 8 попаданий по кораблям. В итоге были потоплены тральщик, десантный паром, пять катеров и миноносец. Еще один тральщик потерял ход, отстал от эскадры и был добит нашими эсминцами. Штурмовые полки потеряли 11 самолетов.
Затем конвой атаковали два полка флотских бомбардировщиков в сопровождении двух полков истребителей. Бомбометание проводилось с высоты 3000 метров, чтобы исключить воздействие малокалиберной зенитной артиллерии и пулеметов, в большом количестве установленных на десантных паромах и транспортах. Подошедшие от западного берега Рижского залива 26 немецких истребителей были перехвачены нашими истребителями и не смогли помешать прицельному