Эта тупиковая ситуация длилась несколько недель. Ваттранг не собирался давать бой вблизи от берега, а русские галеры не желали подвергаться огню тяжелых пушек Ваттранга в открытом море и стояли на якоре в Тверминне, в шести милях к востоку от гангутского мыса. Наконец 4 августа суда Ваттранга направились было к русским, но, увидев множество парусов над русскими кораблями, повернули назад в открытое море. Русские галеры тут же пустились вслед, в надежде захватить хотя бы несколько шведских кораблей, если ветер стихнет. Но те, усердно маневрируя, сумели удалиться на безопасное расстояние.
Однако на следующее утро наконец свершилось то, на что надеялся Петр. Ветер стих, море успокоилось, а на его зеркально-гладкой поверхности лежала шведская флотилия под командованием адмирала Эреншельда. Русские поспешили воспользоваться моментом. На рассвете 20 галер покинули надежные прибрежные воды и на веслах обошли с моря застывшие без движения шведские корабли. Когда шведы поняли, что происходит, они спустили на воду шлюпки и попытались на веслах оттащить корабли подальше от берега. Но усилия немногочисленных матросов в маленьких шлюпках не могли сравниться с дружными взмахами гребцов на русских галерах. Ночью главные силы Апраксина, свыше 60 галер, проскользнули между шведами и берегом и вышли в море, разделив эскадры Ваттранга и Эреншельда. Ища укрытия, Эреншельд зашел в узкий фьорд и выстроил корабли в линию, нос к корме, перегородив фьорд от берега до берега. На следующий день, когда шведской эскадре помощи ждать было уже неоткуда, Апраксин изготовился к атаке. Но сначала он послал офицера на борт шведского флагмана предложить Эреншельду почетные условия сдачи. Предложение было отклонено, и битва началась.
Это было странное, необычайное сражение между боевыми кораблями двух разных видов, старинного и современного. У шведов было преимущество в тяжелой артиллерии и в опытных моряках, но русские имели подавляющее превосходство в численности – судов и людей. Их сравнительно небольшие, подвижные галеры с пехотой на борту все разом набрасывались на шведские корабли и, невзирая на потери, наносимые им артиллерией противника, окружали и брали на абордаж недвижимые шведские суда. Создавалось впечатление, что Апраксин командовал судами не как адмирал, а скорее как генерал, бросающий в битву все новые волны пехоты или кавалерии. В 2 часа пополудни 27 июля он приказал первым 35 галерам идти в атаку. Шведы выждали, пока те приблизятся, а затем разнесли их палубы огнем из пушек и заставили отойти. Отражена была и вторая атака, в которую бросили уже 80 галер. Тогда на приступ пошел уже весь флот Апраксина – в общей сложности 95 галер, которые сосредоточились возле левого крыла сомкнутой линии шведских судов, перегородивших фьорд. Русские абордажные команды лавиной обрушились на шведские корабли; один из них даже перевернулся под тяжестью людей, сражавшихся на его палубе. Как только линия шведских кораблей