Катера увеличили ход до 35 узлов и устремились к Кунаширскому проливу.
В 10.50 они оказались в радиусе радиовидимости района японской высадки. Не думая долго, командиры катеров произвели массированный залп всеми двенадцатью "Малахитами".
У японцев наблюдение было поставлено грамотно, и в 10.55 они обнаружили русские ракеты, отреагировав восемью "Си-спарроу" с эсминцев и четырьмя "Гарпунами" с катеров. "Малахит" не умеет уклоняться от "Спарроу", и произошел "размен": восемь ракет на восемь. Остальные четыре нашли цели, и — в соответствии с заложенным алгоритмом — каждая свою. На обоих японских катерах взорвалось топливо, и они затонули — в 11.02 и 11.05. Поврежденные эсминцы вновь выпустили "Гарпуны" (по принципу "все, что работает…"), ушло пять ракет, все они были сбиты. Командир "Юмагири" запросил о помощи вертолеты, "работающие" по берегу.
В 11.20 японцы нанесли удар одновременно восемью ракетами — четырьмя с кораблей, четырьмя — с вертолетов, и на этот раз "Мороз" получил попадание. Корабль остался на плаву, но скорость упала до 15 узлов, появился дифферент на нос. В 11.21 "Оса" зацепила один из вертолетов, и он рухнул в море.
В 11.22 командир "Мороза" приказал "Разливу" уходить в тень берега, а сам пошел на сближение с противником. Также поступил и командир "Югири". Катер и эсминец шли друг на друга с максимальной скоростью, которую могли дать — то есть, пятнадцатиузловым ходом.
В 11.40 "Мороз" был атакован вертолетом, зенитчики сработали блестяще, и вертолет взорвался в воздухе. После этого японцы потеряли контакт с прижавшимся к берегу "Разливом" и сосредоточили свое внимание на "Морозе". В 12.50 начался странный бой поврежденного эсминца с поврежденным ракетным катером на малых ракетах и артиллерийских установках. Результат этого боя был предрешен, и в 12.35 "Мороз" затонул со всем экипажем. "Югири" повернул обратно к Южно-Сахалинску. Казалось, эсминец почти не пострадал от нового боевого столкновения, но попадание трех "Ос" и четырех 76-мм снарядов вызвало пожар, с которым никак не могли справиться, и в 12.52 произошел сильный взрыв в вертолетном ангаре. После этого пожар на эсминце стал разрастаться, и в 13.40 началась эвакуация людей с "Югири", проведенная без серьезных проблем. Командир отказался покинуть свой корабль и в 17.10 ушел с ним на дно Курильского моря. Перед смертью он донес в штаб в Абасири, что им потоплены оба русских корвета и, предположительно, эсминец. В части, касающейся корветов, это донесение было принято за истину.