Затем, в дело вступила авиация КБФ. Полк торпедоносцев Ил-4Т атаковал соединение прикрытия в 40 километрах северо-западнее острова Хиума. Мощный зенитный огонь соединения, имевшей 12 орудий калибра 88 мм, 32 автомата калибра 37 мм и 16 автоматов 20-миллиметрового калибра, не позволил торпедоносцам добиться успеха. Наши потери составили 3 самолета.
Два полка штурмовиков с острова Сарема и два полка с латвийских аэродромов последовательно атаковали корабли эскорта. Две эскадрильи истребительного прикрытия немецкой эскадры не смогли оказать сопротивления восьми нашим истребительным эскадрильям штурмовых полков и были почти полностью уничтожены. Первым заходом штурмовики залпами РС-ов и огнем курсовых пулеметов расстреливали зенитные орудия и выбивали их расчеты. Каждый из немецких кораблей получил множество попаданий. На кораблях отмечены многочисленные пожары. Вторым заходом проводилось бомбометание с пикирования. Было отмечено не менее 8 попаданий по кораблям. В итоге было потоплены тральщик, десантный паром, пять катеров и миноносец. Еще один тральщик потерял ход, отстал от эскадры и был добит нашими эсминцами. Штурмовые полки потеряли 11 самолетов.
Затем конвой атаковали два полка флотских бомбардировщиков в сопровождении двух полков истребителей. Бомбометание проводилось с высоты 3000 метров, чтобы исключить воздействие малокалиберной зенитной артиллерии и пулеметов, в большом количестве установленных на десантных паромах и транспортах. Подошедшие от западного берега Рижского залива 26 немецких истребителей были перехвачены нашими истребителями и не смогли помешать прицельному бомбометанию. Сброс бомб эскадрильными залпами не позволял кораблям маневрированием уклоняться от бомб. Бомбардировщики потопили один транспорт, три десантных парома, два тральщика и один миноносец. Наши потеряли 14 самолетов.
В 8 часов утра вблизи острова Кихну, лежащего перед входом в залив Пярну, конвой и эскорт снова были атакованы штурмовиками. Зенитный огонь кораблей конвоя к этому времени заметно ослаб. На многих кораблях горели непогашенные очаги пожаров. Катера охранения интенсивно ставили дымовые завесы. Штурмовики ценой потери шести самолетов сумели повредить один эсминец, который выбросился на мель у острова. Его примеру последовали горящий транспорт и миноносец. Один тральщик, четыре катера и пять десантных паромов удалось утопить.
Через сорок минут у входа в залив Пярну конвой пересек завесу из 12 подводных лодок типа «Малютка». Подлодкам удалось торпедировать эскадренный миноносец, легкий крейсер «Эмден» и транспорт. Легкий крейсер остался на плаву, хотя и потерял ход. Эсминец и транспорт выбросились на мель у берега в расположении окруженной немецкой группировки. Через час экипажу легкого крейсера удалось отремонтировать поврежденные машины.
Около 10 часов утра конвой в составе двух транспортов встал на якорь в полутора километрах от берега. Уцелевшие 3 десантных парома и 6 катеров приступили к разгрузке транспортов, совершая челночные рейсы от транспортов к берегу и обратно. Легкие крейсера патрулировали у острова Кихну, не подпуская к берегу наши эсминцы и сторожевики. Два эсминца обеспечивали зенитное прикрытие разгрузочных работ. Два миноносца и пять тральщиков, ходя галсами вдоль берега, разгоняли глубинными бомбами подводные лодки. С берега корабли прикрывала зенитная артиллерия 4-ой танковой группы.
Разгрузка транспортов продолжалась до 19 часов. Все это время штурмовики и бомбардировщики непрерывно атаковали конвой. К флотской авиации присоединились 120 штурмовиков и 70 бомбардировщиков фронтовой авиации.
В 18–20 конвой, в котором к тому времени уцелели два крейсера, один эсминец, один миноносец, три тральщика и четыре катера, двинулся в обратный путь. Единственный уцелевший транспорт и два десантных парома были посажены на мель у берега, чтобы не ограничивать скорость боевых кораблей. Все корабли имели повреждения, поэтому максимальная скорость группы не превышала 16-ти узлов. Переход до Ирбенского пролива таким ходом занял 6 часов. На переходе атаки флотской авиации на корабли продолжались. Люфтваффе не имела достаточных сил для плотного прикрытия кораблей на всем пути. Были потоплены миноносец, катер и тральщик.