Несмотря на произошедшую авиакатастрофу, вся ударная группа после сбора отправилась на бомбардировку аэродрома Луостари. Семь бомбардировщиков СБ с высоты 3000 метров сбросили по аэродрому Луостари 24 ФАБ-100, 6 ФАБ-50 и 132 АО-10. Экипажи доложили о двух прямых попаданиях по самолетам и батарее зенитной артиллерии, а также возникновении трех пожаров. В боевом донесении 5-го Воздушного флота отмечено, что в период 04:19–04:40 несколько самолетов сбросили бомбы в районе аэродрома Луостари, при этом никаких повреждений не было. Особенно точным был огонь зенитной артиллерии, прикрывавшей вражеский аэродром. Четыре СБ получили 24 осколочные пробоины, а летчик Куприянов получил небольшие осколочные ранения лица, тем не менее все наши бомбардировщики нормально сели в 05:40. Истребители противника 2 Ме-109 уже на обратном пути в районе озера Нялъявр произвели одну атаку на встречных курсах по СБ, не причинив бомбардировщикам вреда. Еще 2 Ме-109 заходили сзади на пару «Аэрокобр» старшего лейтенанта Фомченкова и лейтенанта Ибрагимова, но эта атака была отбита энергичным разворотом наших истребителей и выходом в лобовую атаку с открытием огня. Больше эта четверка «Мессершмиттов» атак не производила и ушла на запад. Пилоту «Киттихаука» капитану Карпенко засчитали сбитый Ме-109, но это не подтверждается данными противника. В боевом донесении 5-го Воздушного флота отмечено, что в 04:30 с аэродрома Луостари по тревоге взлетели 4 Ме-109 3-й группы, в 04:52–04:57 у них произошло «соприкосновение с противником» — 25 «Томагавков», «Харрикейнов», Пе-2 в 30 километрах юго-восточнее Зимней Мотовки, при этом были сбиты 2 «Томагавка». По данным Э. Момбека, унтер-офицеру Шумахеру из 7-го отряда после этого короткого боя были засчитаны два сбитых «Харрикейна» в 04:53 и 04:54 в 30 километрах южнее Зимней Мотовки, но это не подтверждается нашими данными, так как все наши истребители произвели посадку в 05:10, даже не имея пробоин.
Вторая группа бомбардировщиков ВВС 14-й армии в составе 5 Пе-2 608-го ББАП взлетела в 03:50 на бомбардировку аэродрома Хебуктен, в 04:20 к ним вылетели истребители сопровождения 8 Р-40 20-го ГИАП. Пятерка «Петляковых» с горизонтального полета с высоты 3900 метров точно сбросила на аэродром 14 ФАБ-100 и 22 ФАБ-50. По докладу экипажей Пе-2, прямым попаданием бомбы был разрушен ангар на 8–10 самолетов, остальные бомбы разорвались в районе стоянки самолетов. В боевом донесении 5-го Воздушного флота отмечено, что в период 04:54–05:08 5 Пе-2 атаковали аэродром Хебуктен, в результате бомбардировки получили повреждения 4 «Юнкерса-87» и имелось легкое повреждение одного здания. Взлетевшие по тревоге истребители доложили, что соприкосновения с противником у них не было. Пролетая над целью, экипажи Пе-2 наблюдали взлет двух самолетов, предположительно Ме-110, а на высоте 2000 метров наблюдался одиночный Ме-110, но атак истребителей противника так и не последовало, вероятно, из-за того, что слишком большими были превышение наших самолетов и их скорость ухода от цели. Зенитная артиллерия вела огонь‚ но безрезультатно. Оба налета на аэродромы Луостари и Хебуктен прошли совершенно безнаказанно, ПВО противника явно не справилась с задачей отражения бомбардировочных ударов.
В 00:30 в точке с координатами Ш=70°30′, Д=38°46′ караван PQ-16 разделился на две части: большая часть в составе 21 транспорта и 16 кораблей охранения направилась в Кольский залив курсом 225º в мурманский порт, а меньшая часть в составе 6 транспортов и 6 кораблей охранения пошла вдоль Кольского полуострова в порт Архангельск. Облачность над морем 6–10 баллов способствовала действиям вражеских бомбардировщиков. Непосредственное прикрытие с воздуха конвоя PQ-16 первыми начали выполнять дальние истребители Пе-3 95-го ИАП ВВС СФ, которых имелось исправными на тот период 8 машин. Инструкция от 27 апреля 1942 года по взаимодействию авиации Северного флота с союзными боевыми кораблями и судами определяла, что самолеты-истребители должны приближаться к эскорту на высоте 300–1000 метров с левого борта и нести патрульную службу на расстоянии не ближе 3–5 километров, в плохую погоду — не ближе 1,5 километров. Ближе самолеты могли быть обстреляны зенитной артиллерией кораблей, так как тем некогда было разбираться, чей самолет к ним приближается. Пе-3 патрулировали над транспортами парами, с 19:20 29 мая до 13:15 30 мая выполнили 22 самолета-вылета, но беспрерывного патрулирования не получилось.