В 22 часа отряд легких сил Балтфлота в составе двух легких крейсеров и двух дивизионов эскадренных миноносцев, всего 13 вымпелов, под командованием командира отряда легких сил контр-адмирала Дрозда атаковал из Ирбенского пролива отряд немецких кораблей: тяжелый крейсер «Адмирал Шеер» и два эскадренных миноносца против двух легких крейсеров и одиннадцати эсминцев. 6 орудий калибра 280 мм, 8 орудий калибра 150 мм и 10 орудий калибра 127 мм у немцев против 18 орудий калибра 180 мм и 44 орудий калибра 130 мм у нас. Артиллерийский бой проходил на дистанции 100–160 кабельтовых и продолжался до темноты. Немецкие корабли получили значительные повреждения и после наступления темноты вышли из боя. Один немецкий эсминец затонул. Крейсера «Киров», «Максим Горький» и четыре эскадренных миноносца также получили значительные повреждения и вернулись в Рижский залив. Эсминцы «Статный» и «Суровый» затонули. Пять эсминцев двинулись на перехват конвоя. К моменту подхода наших эсминцев к заливу Тагалахт, транспорта уже втянулись в залив. Эсминцы были обстреляны немецкими легкими крейсерами и отошли. В 00–40 подлодка «Щ-27» старшего лейтенанта Травкина оказалась в выгодной позиции в 8 кабельтовых от крейсера «Нюрнберг». Подводники своего шанса не упустили. Получив попадание в левый борт, крейсер малым ходом пошел на северо-запад.
В заливе Тагалахт транспорта и десантные баржи попали под обстрел полевой артиллерии двух наших дивизий. Немецкие крейсера были заняты перестрелкой с нашими эсминцами и не имели возможности подавить полевую артиллерию. В итоге все пять транспортов загорелись и выбросились на мели. Всего противнику удалось высадить на берег чуть больше стрелкового полка. Остальные части 167 пехотной дивизии нашли свою смерть на дне Балтийского моря.
В 00–40 немцы высадили парашютный десант в составе одного полка на аэродроме Лейзи, им удалось захватить ВПП и уничтожить большую часть самолетов-истребителей. Одновременно на аэродроме Когула был высажен с планеров еще один десантный полк. Генерал Берзарин отдал приказ направить в Лейзи три стрелковых батальона из 184 сд, высадившихся на юго-восточном побережье Саремаа. Два батальона, высадившиеся в порту Курессааре, были направлены в Когула. Утром высадившиеся десантники были окружены подошедшими батальонами.
Переброска на Саремаа подразделений 184 сд продолжалась весь день 23 июля. К концу дня дивизия была переброшена полностью. Наши войска на острове получили значительный перевес в силах над десантами противника. К концу дня все захваченные противником плацдармы были надежно блокированы. Войска приступили к уничтожению десантов.
Утром 23 июля торпедоносцами и пикировщиками был нанесен массированный авиационный удар по тяжелому крейсеру «Лютцов». Получив три попадания торпедами и не менее 10 попаданий бомбами, крейсер затонул. Фон Фридебург вынужден был отвести все свои уцелевшие тяжелые корабли в германские воды.
24 и 25 июля десанты в Лейзи и в Асте при массированной поддержке фронтовой авиации были уничтожены. Десантники, высадившиеся в Когула, сумели прорваться на север и соединились с десантом на полуострове Хундсорт. Из кольца сумели вырваться около полутора тысяч человек. Две с половиной тысячи десантников были взяты в плен. Девять тысяч были уничтожены.
Плацдармы на берегах залива Тагалахт были плотно блокированы нашими войсками. Понеся большие потери в корабельном составе и силах десантных частей, германское командование отказалось от продолжения десантной операции. Для снабжения блокированных плацдармов в дальнейшем использовались ночные рейды миноносцев, эсминцев и подводных лодок.
Через месяц, 26 августа противник эвакуировал на кораблях немногих уцелевших десантников. Безвозвратные немецкие потери в этой операции в живой силе составили 31 тысячу человек. Авиация противника потеряла 63 самолета. Были потоплены тяжелый крейсер «Лютцов», броненосец «Шлезиен», один эсминец, три миноносца, 7 тральщиков, 5 катеров, 26 десантных паромов и 16 транспортов. Получили значительные повреждения и были надолго выведены из строя линкор «Тирпиц», тяжелый крейсер «Адмирал Шеер», броненосец «Шлезвиг-Гольштейн», легкий крейсер «Нюрнберг», 2 эсминца, 4 тральщика. Гитлер сделал вывод, что использовать тяжелые корабли в такой тесной акватории, как Балтийское море, можно, только, предварительно обеспечив себе господство в воздухе.