Через 40 минут после прохода разведчика на КП ВВС СФ поступило сообщение с флотского командного пункта о том, что в 17:33 радиоразведка засекла взлет самолетов противника с аэродрома Банак. Это было раннее предупреждение о налете. Действительно, согласно боевому донесению 5-го Воздушного флота, в 17:32 с аэродрома Банак взлетели 13 «Юнкерсов-88» (6 Ю-88 из 1-й группы и 7 Ю-88 из 2-й группы) 30-й бомбардировочной эскадры с задачей бомбить корабли в Кольском заливе. В районе аэродрома Хебуктен к бомбардировщикам присоединились 6 Ме-110 10-го отряда, которые также несли бомбы. В районе аэродрома Луостари пристроились истребители сопровождения 21 Ме-109 2-й и 3-й групп, которые взлетели в 18:32. Всего в операции было задействовано 40 самолетов. По докладам экипажей бомбардировщиков, первая группа из 6 Ю-88 спикировала на транспорты севернее Мурманска в 18:55–19:00 с высоты 5400 до 1500 метров, при этом один экипаж доложил о прямых попаданиях одной бомбы SC500 и одной SC250 по крупному транспорту (8000 брт). Также один транспорт считался поврежденным близкими разрывами трех бомб SC500. Вторая группа из 7 Ю-88 спикировала на транспорты в 19:02–19:08 с высоты 5000 до 1500 метров, при этом один экипаж доложил о прямом попадании одной бомбы SC250 по транспорту. Всего экипажам Ю-88 засчитали один сильно поврежденный и вероятно потопленный транспорт, а также два поврежденных. По нашим данным, «Юнкерсы-88» сбросили бомбы с пикирования по транспортам в районе Роста — Кулонга‚ при этом прямых попаданий в корабли не было, лишь небольшую пробоину получил американский транспорт «Яка» в районе машинного отделения, были предприняты меры к заделке пробоины. Тем временем 5 «Мессершмиттов-110» в 19:09 отбомбились с пикирования с высоты 5000 до 2500 метров по причалам и вокзалу в Мурманске (сброшено 8 SC250), после чего в 19:12 вступили в воздушный бой примерно с 15 «Харрикейнами» и «Чайками» в 20 километрах западнее Мурманска, где завязали воздушный бой «Мессершмитты-109». Один из шести вылетевших Ме-110 из-за неисправности двигателя до цели не дошел и сбросил бомбы на южном фланге фронта. Нашей ПВО был отмечен сброс шести бомб на Мурманск и двух — на Росту, в результате бомбардировки погибли три зенитчика 135-го ОЗАД, два человека получили ранения.
Несмотря на раннее предупреждение о взлете самолетов противника с аэродрома Банак‚ нашей системе ПВО не удалось вовремя обнаружить вражеских бомбардировщиков, скорее всего, из-за того, что самолеты противника в этот раз подошли со стороны моря. Воздушная тревога в Мурманске была объявлена в 18:55, то есть уже в момент налета. В 78-й ИАП ВВС Северного флота поступила команда на подъем «Харрикейнов» в 18:53, то есть за две минуты до бомбардировки. К 19:00 для отражения налета на мурманский порт были подняты самолеты ВВС Северного флота: 23 «Харрикейна»‚ 1 «Киттихаук»‚ 1 МиГ-3 2-го ГКАП и 78-го ИАП, 7 И-153 27-го ИАП. В течение следующих нескольких минут были подняты 11 истребителей ВВС 14-й армии: в 19:01 — 4 «Аэрокобры» 19-го ГИАП и в 19:05 — 7 «Харрикейнов» 197-го ИАП. Также были подняты 11 «Харрикейнов» 767-го, 768-го и 769-го ИАП 122-й ИАД ПВО, но время их взлета неизвестно. Таким образом, в момент подхода вражеских самолетов в районе Мурманска производили взлет 54 наших истребителя.