Часы, прошедшие с момента появления английского эсминца в гавани Мерс-эль-Кебйра, не прошли для французов даром. Все корабли развели, пары, экипажи разошлись по боевым постам. Начавшиеся было разоружаться береговые батареи находились теперь в готовности открыть огонь. На аэродромах стояли, прогревая моторы для старта 42 истребителя. Все корабли в' Оране были, готовы выйти в море, а 4 подлодки только ждали приказа, чтобы образовать барьер между, мысами Айгуиль и Фалкон. Тральщики уже тралили фарватер от английских мин. Всем французским силам на Средиземном море обыла объявлена тревога, 3-я эскадра в Тулоне из. четырёх тяжелых крейсеров и 12 эсминцев и шесть крейсеров в Алжире получили приказ выйти в море готовыми к бою. и поспешить на соединение с адмиралом Женсулем, о чем тот должен был предупредить англичан.
А Соммервилл уже лёг на боевой курс. Его эскадра в строю кильватера находилась в 14000 м на норд-норд-вест от Мерс-эль-Кебира, курс – 70, скорость – 20 узлов. В 16 56 (в 17 54 по британскому времени) раздался первый залп. Пятнадцатидюймовые снаряды с "Резолюшн" упали близким недолётом в мол, за которым стояли французские корабли, засыпав их градом камней и осколков. Спустя полторы минуты первым ответил "Прованс", стреляя 340- мм снарядами прямо между мачтами стоящего справа от него "Дюнкерка". Адмирал Женсуль вовсе не собирался вести бой на якорях, просто тесная гавань не позволяла всем кораблям одновременно начать движение (на это-то и рассчитывали англичане!). Линкорам было приказано построиться в колонну в таком порядке: "Страсбург", "Дюнкерк", "Прованс", "Бретань", Суперэсминцы должны были выходить в море самостоятельно – по способности. "Страсбург", кормовые швартовы и якорная цепь которого были отданы ещё до попадания первого залпа в мол, начал движение немедленно. И только он покинул стоянку, как в мол попал снаряд, осколки которого перебили на корабле фалы и сигнальный рей и пронзили трубу. В 17 10 (18-10) капитан 1 ранга Луи Коллине вывел свой линкор на главный фарватер и 15-узловым ходом направился в море. За ним рванулись все 6 эсминцев.
Когда залп 381-мм снарядов поразил мол, на "Дюнкерке" отдавали швартовы и травили кормовую цепь. Буксир, помогавший сняться с якоря, был вынужден обрубить швартовы, когда в мол попал второй залп. Командир "Дюнкерка" приказал немедленно опорожнить цистерны с авиабензином и в 17 00 (18 00) отдал приказ открыть огонь главным калибром, Вскоре вступили в дело и 130-мм орудия. Поскольку "Дюнкерк" был ближайшим к англичанам кораблем, на нем и сосредоточил свой огонь "Худ" – бывший партнёр по охоте за немецкими рейдерами. В тот момент, когда французский корабль начал отходить со своего места стоянки, первый снаряд с "Худа" попал ему в корму и, пройдя через ангар и унтер-офицерские каюты, вышел через бортовую обшивку в 2,5 метрах ниже ватерлинии. Этот снаряд не взорвался, поскольку тонких плит, которые он пронзил, было недостаточно для взведения взрывателя. Однако в своём движении через "Дюнкерк" он перебил часть электропроводки левого борта, вывел из строя моторы крана для подъёма гидросамолётов и вызвал затопление топливной цистерны. левого, борта. Ответный огонь был быстрым и точным, хотя определение расстояния затруднялось условиями местности и нахождением между "Дюнкерком" и англичанами форта Сантон.
Примерно в то же время попадание получил "Бретань" а в 17 03 (18 03) 381-мм снаряд поразил "Прованс", .который ожидал пока "Дюнкерк" выйдет на фарватер, чтобы последовать за ним. В корме "Прованс" начался пожар и открылась большая течь. Пришлось приткнуть корабль к берегу носом на 9-метровой глубине. К 17 07 (18 07 ) пожар охватил "Бретань" с носа до кормы, а спустя две минуты старый линкор начал опрокидываться и внезапно взорвался, унося с собой жизни 977 членов экипажа. Остальных начали спасать с гидроавиатранспорта "Коммандант Тест", который чудом избежал попаданий за все время боя.
Выходящий на фарватер 12-узловым ходом "Дюнкерк" был поражен залпом из трёх 381-мм снарядов. Первый попал в крышу башни ГК №2 над портом правого внешнего орудия, сильно вдавив броню. Большая часть снаряда срикошетировала и упала на землю примерно в 2000 метрах от корабля. Кусок брони или часть снаряда ударил в зарядный лоток внутри правой "полубашни", воспламенив первые две четверти разгружаемых пороховых картузов.. Вся прислуга "полубашни" погибла в дыму и пламени, но левая "полубашня" продолжала действовать – броневая перегородка изолировала повреждения.
Места попаданий 381-мм снарядов в "Дюнкерк" 3 июля 1940 года.
Второй снаряд ударил рядом с 2- орудийной 130-мм башней правого борта, ближе к центру корабля от кромки 225-мм пояса и пробил 115-мм бронепалубу. Снаряд серьёзно повредил перегрузочное отделение башни, блокировав подачу боезапаса. Продолжая своё движение к центру корабля, он пробил две противоосколочные переборки и взорвался в отсеке кондиционеров и вентиляторов. Отсек был полностью уничтожен, весь его персонал убит или тяжело ранен. Тем временем в перегрузочном отделении правого борта загорелось несколько зарядных гильз и взорвалось несколько загружаемых в элеватор 130-мм снарядов.
И здесь вся прислуга была убита. Взрыв также произошел у воздуховода в носовое машинное отделение. Горячие газы, пламя и густые клубы желтого дыма через броневую решетку в нижней бронепалубе проникли в отделение, где 20 человек погибло и только десяти удалось спастись, а все механизмы вышли из строя. Это попадание оказалось очень серьёзным, так как привело к нарушению подачи электроэнергии из-за чего вышла из строя система управления огнём. Неповрежденной носовой башне пришлось продолжать стрельбу под локальным управлением.
Третий снаряд упал в воду рядом с правым бортом чуть дальше в корму от второго, поднырнул под 225-мм пояс и пробил все конструкции между обшивкой и ПТП, при ударе о которую и взорвался.
Его траектория в корпусе проходила в районе КО №2 и МО №1 (внешние валы).
Взрывом уничтожило нижнюю броневую палубу на всём протяжении этих отделений, броневой скос над топливной цистерной, ПТП и туннель правого борта для кабелей и трубопроводов. Осколки снаряда вызвали пожар в правом котле КО №2, повредили несколько клапанов на трубопроводах и перебили главный паропровод между котлом и турбоагрегатом. Вырвавшийся перегретый пар с температурой под 350 градусов нанес смертельные ожоги персоналу КО, который стоял на открытых местах.
На "Дюнкерке" после этих попаданий продолжали действовать только КО №3 и МО №2, обслуживавшие внутренние валы, что давало скорость не более 20 узлов. Повреждение кабелей правого борта вызвало кратковременный перерыв в подаче электроэнергии в корму, пока не включили сеть левого борта. Пришлось перейти на ручное управлением рулем. С выходом из строя одной из главных подстанций были включены носовые аварийные дизель- генераторы. Зажглось аварийное освещение, башня №1 продолжала вести довольно частый огонь по "Худу".