До заката оставалось часа четыре, и в предвкушении лёгкой победы контр-адмирал Бриджмен смело пошёл на перехват. Русские миноносцы направились к Кюбассару, видимо, с целью укрыться за полуостровом, а канонерки повернули на три румба влево, явно намереваясь вступить в бой. И вступили, открыв огонь с тридцати пяти кабельтовых из четырёх 203-миллиметровых и шести 120-миллиметровых пушек Канэ.
«Тезеус» и «Гибралтар» легли на параллельный курс, пристреливаясь орудиями левого борта.
После первого же близкого разрыва восьмидюймового снаряда стало ясно, что лёгкой победы не будет. Осознание того факта, что русские впихнули на свои канонерки по паре 203-миллиметровых и по четыре 120-миллиметровых орудия шокировало, словно холодный душ зимой на морозе. Преимущество крейсеров в скорости компенсировалось низкими силуэтами кан-лодок и ограниченной акваторией боя между Кюбассаром и побережьем материковой Эстляндии.
С юго-запада подходили «Графтон» и «Эндимион», но их вовремя разглядели с мостика «Ретивого», и спустя пять минут с миноносцев запустили три серии разноцветных сигнальных ракет. Предупреждённые о появлении новых врагов, обе канонерки резко отвернули «все вдруг», на всех парах уходя на север, в Моонзунд.
Англичане повернули с опозданием, так как русские канлодки показали себя крайне неудобным противником, сближаться с которым было опасно. За двадцать минут боя «лайми» добились двух попаданий: снаряды угодили в бронепояс «Отважного» и продырявили верхнюю часть дымовой трубы «Гремящего». Русские всадили по одному 203-миллиметровому фугасу в корму «Гибралтара» и в середину корпуса «Тезеуса» – крейсера подвела высота надводного борта.
А вот командиры «Эндимиона» и «Графтона» рискнули лечь на курс преследования, что едва не привело их корабли к гибели.
Пройдя через Моонзунд в надводном положении, «Пескарь» и «Стерлядь» неожиданно для себя оказались в гуще морского боя. Командиры подводных лодок – лейтенанты Панютин и Ризнич, – наблюдая в бинокли за боем из «лимузинов» рубок, возвышавшихся над водой всего на три метра, долго не могли определить, кто где есть. Наконец, по правому борту рассмотрели хорошо знакомые силуэты «соколов», удирающих к Моонзунду. Подлодки погрузились и на пяти узлах поползли навстречу неприятелю, видневшемуся на зюйд-зюйд-весте.
Британцев спасли высокая скорость хода и дальние дистанции, с которых «Пескарь» и «Стерлядь» выпустили свои торпеды; малая подводная скорость хода не позволяла субмаринам занять более выгодные позиции. Оба крейсера успели отвернуть и сразу же спешно легли на курс отхода; к ним присоединились «Тезеус» и «Гибралтар», прекратившие перестрелку с погоней за двумя канонерками. На флагмане Бриджмена заработала радиостанция, извещая английские корабли о наличии в северной части Рижского залива русских подлодок.