В 18:11, то есть через 25 минут после воздушного боя истребителей, к Мурманску подошла с северо-запада основная ударная группа самолетов в составе 13 бомбардировщиков Ю-88, которые взлетели с аэродрома Банак в 16:46. Бомбардировщиков сопровождали 19 Ме-109 2-й группы, которые взлетели с аэродрома Луостари в 17:44 и посадку произвели в 18:53. 13 Ю-88 отбомбились в 18:11 с горизонтального полета с высоты 5800 метров по причальным сооружениям и складам в мурманском порту. В этот раз экипажи «Юнкерсов-88» отметили очень точный огонь нашей зенитной артиллерии крупного калибра: разрывы первого же залпа легли между самолетами первой семерки, три бомбардировщика получили попадания в моторы, эти самолеты сбросили бомбы по строениям западнее Кольского залива, то есть вне цели. Остальные «Юнкерсы», по докладам экипажей, вынуждены были над целью совершать противозенитный маневр, в результате чего часть бомб была сброшена по цели, а часть — юго-восточнее цели по железной дороге и зданиям. Наблюдалось возникновение нескольких пожаров. Всего, согласно боевому донесению 5-го Воздушного флота, попадания в фюзеляжи, плоскости и моторы получили 6 Ю-88, один член экипажа получил легкое ранение, один из «Юнкерсов-88» из-за повреждения мотора произвел вынужденную посадку на брюхо, в отчетности генерал-квартирмейстерства люфтваффе отсутствует этот значительно поврежденный Ю-88.
По данным нашей ПВО, в 18:11 «Юнкерсы-88» сбросили с горизонтального полета 13 фугасных и до 5000 зажигательных авиабомб. Зенитная артиллерия открыла точный огонь, строй бомбардировщиков был нарушен, два самолета были подбиты и отвернули, не дойдя до цели, после чего стали уходить на запад на маленькой скорости. Зенитчикам засчитали два сбитых Ю-88, но, по данным противника, как было сказано выше, «Юнкерсы-88» получили лишь повреждения. Тем не менее в результате точной стрельбы зениток большая часть авиабомб была сброшена с недолетом в залив, а последние бомбы упали в мурманском порту. Это описание, сделанное в справке штаба ВВС 14-й армии о бомбардировочном налете (ЦАМО, ф. ВВС 14 армии, оп. 6268, д.43), почти полностью совпадает с донесениями экипажей Ю-88, приведенными выше. В результате бомбардировки повреждения получили деревообрабатывающий цех судоремонтного завода, складское помещение, рыбный тральщик, два причала (из них повреждение причала каботажной пристани было оценено как незначительное). Возникли два небольших пожара, которые были быстро ликвидированы. Ранение получил один военнослужащий.
Истребители ВВС 14-й армии в это время уже совершили посадку после воздушного боя. Бомбардировщиков Ю-88 встретили только патрулировавшие с 17:37 6 И-15бис 27-го ИАП ВВС Северного флота, летчики старшие лейтенанты Тульский, Воловодов, старший сержант Петров, сержант Разин и два других летчика, фамилии которых неизвестны. Пилоты 6 И-15бис доложили, что в 18:20 между Мурманском и Ростой на высоте 3500 метров заметили 9 Ю-88 и 6 Ме-109Ф, идущих курсом на Мурманск, здесь присутствуют явные ошибки с временем и высотой полета вражеских самолетов. Первую атаку пилоты И-15бис всей группой произвели по бомбардировщикам реактивными снарядами РС-82, после чего завязали воздушный бой с истребителями Ме-109. В боевом донесении 5-го Воздушного флота отмечено, что из группы 19 Ме-109, сопровождавших «Юнкерсов-88», в период 18:30–18:40 11 «Мессершмиттов-109» провели безрезультатный воздушный бой с восемью бипланами И-15 и двумя «Харрикейнами» над Мурманском на высоте 4000–5000 метров. По нашим данным, пара «Мессершмиттов-109» подбила мотор И-15бис № 5342 сержанта Разина, самолет при посадке упал на границе летного поля аэродрома Челнопушка и разбился, а летчик получил тяжелое ранение. Пилоты И-15бис вели огонь по «Мессершмиттам» реактивными снарядами с больших дистанций 400–900 метров, а старший сержант Петров обстрелял Ме-109Ф из пулеметов в лоб с дистанции 100–75 метров. Шансов на успех у бипланов И-15бис в воздушном бою со скоростными Ме-109 не было практически никаких. Тем не менее совместные действия зенитной артиллерии и группы И-15бис смогли частично отразить бомбардировочный налет на мурманский порт и сильно снизили ущерб от бомбардировки.
В 18:10 на прикрытие флотских аэродромов были подняты 5 «Киттихауков» 2-го ГКАП ВВС СФ, но они встречи с самолетами противника не имели.