Согласно оперативной сводке ВВС 14-й армии в 14:06 с аэродрома Мурмаши в зону № 3 вылетели 6 «Харрикейнов» и 3 Р-40 20-го ГИАП ВВС 14-й армии, но эта группа истребителей встречи с противником не имела. Западнее Мурманска с противником встретились три «Харрикейна» 760-го ИАП также ВВС 14-й армии, которые взлетели по тревоге в 14:06 с аэродрома Мурмаши. Первую атаку летчики Воробьев, Прокофьев и Козловский произвели по «Юнкерсам» (в журнале боевых действий ошибочно записаны Ю-88). После этого бой завязался с Ме-110 совместно с истребителями ВВС Северного флота. Также в 14:06 с флотских аэродромов взлетели 6 И-16 78-го ИАП, летчики лейтенанты Агейчев, Плотников, Медведев, старшие сержанты Савицкий, Диденко, сержант Будник, а также 4 И-153 27-го ИАП, летчики старшие лейтенанты Афанасенков, Самохин, лейтенанты Игнатьев и Котов. Пилоты флотских И-16 и «Чаек» смогли атаковать бомбардировщики Ю-87 только один раз уже после сброса бомб и выхода из пикирования, при этом лейтенант Агейчев доложил, что повредил одного «Юнкерса». В дальнейшем воздушный бой пришлось вести с истребителями прикрытия Ме-109Е и Ме-110, которые сразу отсекли наших истребителей от бомбардировщиков. Наши устаревшие истребители провели этот воздушный бой без своих потерь с качественно и численно превосходящим противником. Сильно вооруженные и скоростные «Мессершмитты-110» во взаимодействии с более легкими «Мессершмиттами-109Е» активно вели воздушный бой, с ними неоднократно выходили в лобовые атаки И-153. В один из моментов воздушного боя «Мессершмитт-110» атаковал в хвост И-16, и это заметил лейтенант Игнатьев на «Чайке», который снизу в хвост открыл огонь из пулеметов по этому «Мессеру». Ме-110 задымил и с креном ушел вниз, в результате лейтенанту Игнатьеву засчитали его как сбитый. Истребители 760-го ИАП (3 «Харрикейна») также заявили, что в районе озера Пяйве-явр (20 километров западнее Мурманска) сбили один Ме-110, но в действительности противник потерь не имел. Также не подтверждаются и засчитанные немецким пилотам сбитые самолеты. Согласно боевому донесению 5-го Воздушного флота после этого воздушного боя над Мурманском пилоту 5-го отряда лейтенанту Дану (Ме-109) засчитали один сбитый «Харрикейн», пилоту 5-го отряда ефрейтору Шаперу (Ме-109) — один И-16, а пилоту 10-го отряда фельдфебелю Вайссенбергеру (Ме-110) — один И-180. В действительности же в этом воздушном бою четыре наших истребителя получили пробоины, но все они благополучно сели на своих аэродромах. Так, «Чайка» старшего лейтенанта Афанасенкова в лобовой атаке по Ме-110 получила 4 пушечных и 6 пулеметных пробоин, при этом самолет И-153 проявил отличную живучесть: был пробит бензобак, в двигателе пробиты 4 цилиндра и картер, коллектор проводов, тем не менее летчик благополучно посадил самолет на своем аэродроме. И-16 лейтенанта Плотникова получил повреждения руля поворота, руля высоты, но летчик, легко раненный в плечо и ногу, сумел сесть на своем аэродроме, самолет требовал среднего ремонта. И-16 лейтенанта Агейчева после атаки по Ю-87 был атакован парой «Мессершмиттов-109» и получил несколько пробоин. Также получил пробоины И-16 сержанта Диденко. Командование Мурманского дивизионного района ПВО сделало вывод, что в результате воздушного боя самолеты противника были рассеяны и ушли в разных направлениях.
Повторный налет на порт Мурманск немцы совершили в 18:40. Согласно боевому донесению 5-го Воздушного флота в 17:45 с аэродрома Хебуктен вылетели 16 Ю-87 в сопровождении 6 Ме-110. В 18:05 с аэродрома Луостари к ним присоединилась вторая группа сопровождения в составе 8 Ме-109Е. Задача «Юнкерсам» была бомбить корабли и портовые сооружения в Мурманске. Экипажи 16 Ю-87 доложили, что в 18:40 спикировали на территорию порта и два транспортных судна с высоты 5000 метров до 1500 метров, при этом наблюдались два попадания бомб по складу и два попадания по причалу. По докладу экипажей Ю-87, над Мурманском их точно обстреливала зенитная артиллерия всех калибров, которая тем не менее никак не помешала прицельному бомбометанию и потерь не нанесла ни «Юнкерсам», ни «Мессершмиттам». Над целью наблюдалось 35–40 советских истребителей.