Тем временем ветер крепчал, не позволяя брать рифы у парусов. Корабли оказались в сложном и опасном положении. Однако Норденшельд решил, что уже поздно отказываться от задуманного, ибо это грозило неудачей и королевской опалой. Несмотря на увеличивающееся волнение моря, флот продолжал движение. Кратковременная задержка произошла лишь во время перехода герцога Карла и его штаба на легкий фрегат «Улла Ферзен», который шел головным во второй колонне. Король не желал, чтобы его брат рисковал собой. Герцогу предстояло управлять флотом со стороны; на флагманском корабле оставался флаг-офицер лейтенант Клинт. Шведская линия направлялась на русский строй, а малые суда во главе с фрегатом «Улла Ферзен» ложились в дрейф на середине рейда.
На русской эскадре в 9.30 можно было видеть сигнал «Обедать». Предстоящий бой не нарушил хладнокровия и твердости В. Я. Чичагова, поддерживавшего уверенность подчиненных в своих силах строгим соблюдением обычного распорядка. Лишь после обеда, в 10.00, на «Ростиславе» взвился сигнал «Приготовиться к бою».
В начале одиннадцатого часа первый клуб дыма оторвался от борта «Изяслава», затем второй. Ядра не долетели до шведского головного корабля. Но при все свежевшем западном ветре шведы быстро проходили острова Карлос и один за другим поворачивали на восток. В 10.15 «Дристингхетен», накренившись при повороте на правый борт, двинулся вдоль русской линии; из-за крена его залп, распределенный от «Изяслава» до «Ярослава», оказался безуспешным: ядра не долетели на два кабельтовых. Ответный огонь оказался более эффективным: шведский корабль получил попадания и повернул на север, к острову Вульф.
За следующие полчаса перед русским строем продефилировали корабль «Риксен-Стандер», 44-пушечный фрегат «Камилла», корабли «Дюгден» и «Адольф-Фредерик», получившие свои порции повреждений; их огонь из-за качки оставался малоэффективен. Снаряды либо зарывались в волны при недолетах, либо пролетали между мачтами русских кораблей. Последние продолжали вести огонь как на учениях. Штормовой ветер нарушил шведский строй, в нем появились разрывы, что позволяло русским артиллеристам перезаряжать орудия, тогда как шведы успевали давать по одному залпу.
В начале двенадцатого часа корабль «Форсигтингхетен» максимально приблизился к русской линии и понес крупные потери от русской картечи, но сам из-за крена почти не добился попаданий. Шедший за ним тринадцатый в строю «Густав III» также подвергся сильному обстрелу. На корабль, вышедший к траверзу «Венуса» (ветер, близкий к штормовому, не позволил повернуть западнее), обрушилась масса снарядов, крушивших оснастку. Когда «Густав III» проходил мимо центра русской линии, он лишился управления. Были перебиты штуртрос и рультали, пострадало парусное вооружение, палубу покрывали обломки, из левых грот-вант уцелело только три, стень-ванты и фордуныло, и в конце концов стеньга сломалась, когда в нее попал снаряд. Гибли моряки, работавшие на мачтах. Кровь одного из них облила лейтенанта Клинта, одежда упавшего с мачты матроса заклинила блок фока-брасов, что затруднило маневр. Одно из ядер с «Ростислава» уложило сразу 7 человек, пытавшихся управлять парусами. Командир корабля полковник Клинт, контуженный куском каната, разбил лицо о рупор, в который отдавал приказы, и временно вышел из строя. Без управления «Густав III» дрейфовал на расстоянии 15 метров от русского фронта. В конце линии удалось повернуть корабль на север, и он уходил, провожаемый огнем «Победителя» и «Болеслава». «Густав III» так круто развернулся, что нижние порты правого борта зачерпнули воду, и только приказ флагманского артиллериста закрыть порты спас корабль от опрокидывания.
Четырнадцатый корабль прошел в отдалении. Пятнадцатый, 64-пушечный «Принц Карл», и следующий, «София Магдалина» под флагом командира арьергарда подошли ближе и так круто повернули, что накренились до пушечных портов. Вскоре под артиллерийским огнем «Принц Карл» потерял фор- и грот-стеньги, лишился управления, свалился на русскую линию, встал на якорь вблизи ее правого фланга и спустил флаг. Из 380 моряков и 120 солдат десанта 65 человек было убито и 11 ранено; в плен сдались 8 офицеров, 4 кадета, 412 нижних чинов армии и флота. Контр-адмиральский корабль «София Магдалина» также остался без фор-стеньги, однако, поставив фок, ушел на север благодаря тому, что его загородил корпус «Принца Карла».
Тем временем герцог Зюдерманландский оценил бесперспективность продолжения боя. Когда семнадцатый в строю корабль приблизился к линии огня, на фрегате «Улла Ферзен» появился сигнал, приказывавший не бывшим в бою судам повернуть на север, причем сам фрегат стал одним из передовых в новой шведской линии. В 12.15 огонь прекратился; шведы уходили на север, оставив у острова Вульф «Риксен-Стандер», потерявший паруса, не удержавшийся в строю при сильном ветре и севший на риф около 11.30. Двухчасовое Ревельское сражение завершилось.
Чичагов приказал убрать обломки и дать отдых командам. Рапорты командиров кораблей сообщали о небольших повреждениях. Невелики оказались и потери: 8 убитых и 27 раненых; большего внимания требовало пополнения боезапаса, так как за два часа с 10 кораблей и 3 фрегатов было сделано 13 065 выстрелов. Потому после непродолжительного отдыха началась подготовка к новому бою, ибо шведы крейсировали неподалеку и могли повторить попытку. Призовая команда, высадившаяся на «Принца Карла», установила, что его можно вскоре ввести в строй; на корабль назначили экипаж, который взялся за ремонт повреждений. Пленных шведских офицеров направили в распоряжение ревельского губернатора, матросов и солдат распределили по кораблям.
Только вечером 2 мая появилась возможность заняться шведским кораблем, стоявшим на рифе. Чичагов послал для его атаки фрегат «Подражислав» и катер «Меркурий». Однако шведы успели снять экипаж. Когда русские приблизились, стоявшее у борта «Риксен-Стандер» легкое судно отошло; шведы, покидая корабль, зажгли его, и около 4.00 3 мая «Риксен-Стандер» взорвался. Это был последний звук боя на рейде Ревеля; но его последствия сказались на действиях русского и шведского командования.
Чтобы успокоить Императрицу, Чичагов сразу после боя направил в столицу сына, своего адъютанта Василия Чичагова, с кратким рапортом о победе. 6 мая адмирал послал в столицу с флагом «Принца Карла» и подробным донесением о сражении капитан-лейтенанта А. Саблина. Донесения Чичагова помогли ликвидировать смятение двора.
В Санкт-Петербурге донесение о появлении шведского флота под Ревелем, прибывшее вечером 2 мая, вызвало эффект разорвавшейся бомбы. Потерявший голову граф А. А. Безбородко плакал, в окне Императрицы почти всю ночь горел свет. Екатерина II торопилась принять контрмеры. Утром она отослала записки об отправке по готовности помощи Ревельской эскадре, написала ободряющий рескрипт Чичагову. На следующий день Чернышев получил указы о дополнительном укомплектовании резервной эскадры, о задержке купеческих судов до выхода флота и о мерах по укреплению Кронштадта.
Последующие сообщения из Ревеля добавляли беспокойства. Только к вечеру 4 мая тревога в Императорском дворце утихла, ибо прибыло донесение В. Я. Чичагова о победе. Обрадованная Императрица в тот же день подписала указ о производстве вестника премьер-майора Василия Чичагова в подполковники. Чичагова-отца она за Ревельское сражение наградила орденом Святого Андрея Первозванного и деревнями с 1388 душами крестьян в Могилевской губернии.
Однако вскоре родилась новая причина для тревоги. Король Густав III прибыл в Гельсингфорс (Хельсинки), вступил в командование гребным флотом, с которым направился вдоль финляндского побережья на восток; 3 мая его авангард появился у Фридрихсгама (Хамина), на следующий день разбил малочисленный отряд русских гребных судов капитана Слизова и пошел к Выборгскому заливу. Густав III, получив известие о неудаче атаки Ревеля, вопреки опасениям командования флота, спокойно отнесся к неприятному известию. Он поставил флоту новую задачу.
Шведский флот несколько дней потратил на восстановление сил и продолжал крейсировать у Наргена, препятствуя соединению российских эскадр. Вернулись из ремонта поврежденные корабли. 10 мая к флоту присоединились 2 линейных корабля и фрегат из Карлскроны, что позволило восстановить боевую численность. Но короля не устраивало пассивное положение флота, ибо в любой момент могла появиться и напасть на гребной флот Кронштадтская эскадра. Поэтому Густав III посчитал Ревельскую эскадру меньшим злом и предписал герцогу Карлу присоединиться к гребному флоту. 12 мая флот ушел от Наргена и 14 мая встал на якорь восточнее Гогланда.
Шведы не зря опасались контрудара. Известие о поражении отряда Слизова обеспокоило двор, и 7 мая Императрица во изменение прежних планов подписала указ вице-адмиралу А. И. Крузу, назначенному командовать силами флота в Кронштадте; указ требовал со всеми боеспособными кораблями выйти в море, найти неприятеля, атаковать его и стараться добиться победы, а после соединения с Чичаговым поступить под командование адмирала. 12 мая Круз вышел из Кронштадта с 17 кораблями, 4 фрегатами и 2 катерами, но противные ветры задержали его у Красной Горки, где эскадра занималась артиллерийскими и парусными учениями.
