Эсминец «Стерегущий» находился на Петергофском рейде и вел огонь по береговым позициям противника. В 11.05 с эсминца обнаружили вражеские самолеты, шедшие к Кронштадту. На корабле сыграли боевую тревогу и дали ход. Группа бомбардировщиков из 12–16 «юнкерсов» атаковала эсминец. Самолеты пикировали на корабль группами по 3–4 машины и за 7–8 минут сбросили не менее 60 бомб весом от 50 до 250 кг. «Стерегущий» получил три прямых попадания, кроме того, эсминец поразило большое количество осколков и пуль, что привело к большим потерям в личном составе. Самые тяжелые последствия вызвал взрыв в 1-м машинном отделении. Механизмы сорвало с фундаментов, возник пожар, но огонь был залит хлынувшей через пробоины водой. Образовался сильный крен на правый борт. Несмотря на быстрое падение давления пара, эсминец сумел на одной турбине дойти до отмели. Объем разрушений не оставлял надежды на спасение корабля. Через четверть часа после начала налета эсминец повалился на правый борт и затонул на глубине 5,5 м (в 1944 году эсминец был поднят и после ремонта введен в строй).
Бомбы упали вблизи «Кирова», зенитчиками крейсера был сбит Ju-87. Эсминец «Гордый» получил осколочные повреждения от близких разрывов бомб. Эсминец «Славный» на Большом рейде получил повреждения от близко разорвавшихся бомб, от сотрясения вышли из строя два котла. Бомба попала в эсминец «Грозящий», стоявший в доке «Трех эсминцев». От близких разрывов бомб на минном заградителе «Марти» вышли из строя три орудия. Во время ночного налета была повреждена канонерская лодка «Пионер».
Были потоплены транспорты «С.А. Леваневский», «Барта» и «Мария». Несколько малых кораблей и судов, маневрируя, пытаясь уклоняться от бомб в гаванях, столкнулись и получили повреждения. На берегу был уничтожен завод приборов, повреждения получил Морской завод. В Кронштадте было разрушено несколько жилых домов, выведены из строя городская водопроводная и электрическая станции. Погибли 18 жителей города.
22 сентября произведено два налета, в них участвовали 38 «юнкерсов». Был поврежден эсминец «Сильный», стоявший на Восточном рейде. На корабль в 13.15 спикировали 9 «юнкерсов». Один самолет был сбит зенитным огнем, но попаданий избежать не удалось: 100-кг бомба угодила в кормовую надстройку, еще несколько разорвались в 10–15 м от корабля, осыпав его осколками. Кормовая часть корпуса получила повреждения, вспыхнул пожар. 7 человек погибли, 27 ранило. Во избежания взрыва кормовые погреба боезапаса немедленно затопили, затем потушили пожар. Вечером эсминец перешел с рейда к стенке Морского завода.
Вторично был поврежден «Грозящий», находившийся в доке. Были потоплены баржа и буксир, стоявшие у борта линкора «Марат». В 15.00 от полученных пробоин затонул стоявший в ремонте у Морского завода сторожевой корабль «Вихрь» (впоследствии был поднят, отремонтирован и в сентябре 1943 г. вошел в строй).
23 сентября немецкие бомбардировщики совершили пять дневных налетов (более 100 самолетов) и один ночной с 11.45 до 23.37. В этот день пикировщики Ju-87 впервые применили по кораблям 1000-кг бомбы, только накануне доставленные на аэродром.
Этот день стал роковым для «Марата». То утро выдалось на редкость ясным, с отличной видимостью и началось с разведывательных полетов врага и барражирования советских истребителей над Кронштадтом. В одиннадцатом часу на дистанции свыше 300 каб. в направлении Петергофа обнаружили группу самолетов противника в количестве 46 бомбардировщиков. По боевой тревоге «Марат», как и все корабли, приготовили к бою, и дальномерные посты начали выдачу дистанции и курсового угла на орудия всех калибров линкора. По первой группе самолетов произвели выстрел шрапнелью из первой башни главного калибра. Снаряд разорвался с недолетом, но бомбардировщики противника сначала разделились на две группы, а затем, резко изменив курс, устремились на Кронштадт. Несмотря на интенсивный огонь всех зенитных средств кораблей и базы, уже в первой атаке два Ju-87, спикировав на линкор, достигли прямых попаданий. Обе бомбы, по 1000 кг, разорвались с интервалом в доли секунды — одна в нос, а другая в корму от фок-мачты — и вызвали детонацию боеприпаса первой башни главного калибра. Взрыв почти полностью перебил корпус линкора в районе 45–57-го шп., разрушил и сбросил с корабля в воду первую башню, фок-мачту с носовой надстройкой и первую трубу. Днищевые конструкции в этом районе надломились, и носовая оконечность легла на грунт.
Смертью храбрых погибли на своих командных пунктах и боевых постах командир корабля капитан 2 ранга П.К. Иванов, старший помощник капитан 3 ранга В.С. Чуфистов и еще 324 человека. Линейный корабль «Марат» как боевая единица перестал существовать.