Первая пара «Харрикейнов» капитана Маркевича и старшего лейтенанта Курзенкова с дистанции 1000–1400 метров выпустила эресы с целью расстроить строй противника, и вся шестерка «Харрикейнов» попарно пошла в атаку снизу вверх наперерез. Капитан Маркевич атаковал Ю-87 при сближении с кабрирования, на дистанции 200 метров открыл огонь из пулеметов и после выполненного переворота сверху-сзади «в спину» продолжил огонь по «Юнкерсу», который задымил и со снижением пошел на запад.
Старший лейтенант Курзенков также атаковал другой бомбардировщик в момент пикирования и бил по нему сверху-сзади короткими очередями с дистанции 100–80 метров. Короткой и длинной очередями Курзенков отстрелил стабилизатор «Юнкерсу»‚ капитан Маркевич был свидетелем этого. Курзенков нагнал другой Ю-87 и также сверху-сзади вел огонь до дистанции 40 метров до полного израсходования боезапаса. Самолет противника покачался и со снижением пошел на запад, по-видимому, был поврежден.
Сержант Епанов также атаковал сзади с дистанции 100 метров «Юнкерса-87», который пошел с черным дымом к земле.
Сержант Семенов с кабрирования с дистанции 300–200 метров выпустил первую пулеметную очередь, после переворота также «в спину» выпустил три очереди по Ю-87, который пошел к земле. Сержант Чепурнов, прикрывавший самолет Семенова, после боя подтвердил падение самолета и наблюдал прыжок с парашютом одного летчика.
Тем временем в районе аэродромов Ваенга — Грязная находилась 2-я эскадрилья 2-го ГКАП капитана Коваленко и 8 И-153 27-го ИАП. Заметив бой в районе Мурманска и выходящие из боя самолеты, они направились наперерез противнику. Коваленко со своим ведомым вырвались вперед и в районе города атаковали одиночный «Мессершмитт-110», который стал уходить на запад. Комэск преследовал «сто десятого» порядка 60 километров до района озера Куосмеярви, где посчитал его сбитым, летчику засчитали сбитый Ме-110‚ но это не подтверждается данными противника. Летчики И-153 27-го ИАП доложили, что наблюдали пикирующих на Мурманск четырех Ю-87 и с ними неточно опознанные самолеты, похожие на Ме-109, по которым с большой дистанции около 1000 м открыли огонь эресами и пулеметами БС, но безуспешно. Самолеты противника на большой скорости ушли на запад от наших «Чаек». Западнее Мурманска к преследованию подключились 4 «Харрикейна» 78-го ИАП ВВС СФ, из этой группы лейтенант Щербаков в одиночку в районе Ура-губы снизу-сзади четырьмя пулеметными очередями атаковал Ю-87, у которого задымил мотор, но здесь подоспели истребители прикрытия, два Ме-109, и подожгли «Харрикейн» Щербакова. Получив ранение в левую ногу, летчик выпрыгнул с парашютом и благополучно приземлился.
Командование ВВС Северного флота отметило недостаток в воздушном бою, что летчики вели бой не парами, а одиночно, без прикрытия. Этот вывод говорил о том, что тактика действий истребителей в составе пар была в это время общепризнанной, при этом наше авиационное командование требовало от летчиков вести бой парами, под прикрытием ведомого. В описании воздушного боя также сказано, что первую атаку 3-я эскадрилья 2-го ГКАП выполнила в составе пар, вероятно, пары распались уже в ходе воздушного боя.
Группу бомбардировщиков противника на подходе к Мурманску также встретили 6 «Томагавков» и 2 «Харрикейна» 147-го ИАП ВВС 14-й армии. Взлетев по тревоге в 17:03, летчики на высоте 1000 метров получили сигнал управления с земли: «С запада высота 4500 метров, 17 самолетов противника». Набрав указанную высоту, летчики заметили группу Ю-87 в сопровождении Ме-109 и атаковали бомбардировщиков. После воздушного боя пилотам «Томагавков» 147-го ИАП засчитали три сбитых самолета: старшему политруку Селезневу — 1 Ме-109, старшему лейтенанту Елисееву — 1 Ю-87, старшему лейтенанту Концевому — 1 Ю-87. При этом в воздушном бою был сбит Р-40 «Томагавк» № 205 лейтенанта Рябова‚ летчик получил ранение и спасся на парашюте.
В общей сложности в этом воздушном бою были потеряны три истребителя: 1 Р-40 «Томагавк» 147-го ИАП, 1 «Харрикейн» 2-го ГКАП и 1 «Харрикейн» 78-го ИАП, потерь в летном составе у нас не было. «Томагавка» сбил, вероятнее всего, лейтенант Дамер, которому, согласно боевому донесению 5-го воздушного флота, в 17:20 был засчитан сбитый в 20 километрах южнее Мурманска И-200 (это был его 38-й сбитый самолет), кроме этого, лейтенанту Видовицу в 17:25 был засчитан сбитый «Харрикейн» в районе озера Куырк-явр (левый фланг фронта).