Лейтенант Кривоногих, в ходе боя отбиваясь от атак двух Р- 38, оттянулся на несколько километров севернее от аэродрома, и, возможно, повредил один Р-38, но при атаке второго их обоих обстреляла советская ЗА и сбила самолет л-та Кривоногих, который упал в 8 км севернее аэродрома. Летчик погиб.
Через 5 минут после первой пары в небо ушли ещё 6 Як- 9, их пилотировали: командир АЭ к-н Бондарь, командиры звеньев ст.л-т Сурнев, ст.л-т Железнов, ст.л-т Поциба, летчики л- т Жестовский и мл. л-т Сердюк. Вылетали второпях, по мере готовности, т.е. одиночно, и получилось, что связанных пар у наших не было. Более опытные летчики опознали самолёты союзников и старались уклоняться от боя с ними, демонстрировали, что они свои. Их усилия увенчались успехом — Сурнев и Поциба добились прекращения американцами своих атак. Двое же младших летчиков, взлетев, сразу вступили в бой. Мл. л-т Сердюк сбил одного и, возможно, подбил ещё одного самолета Р-38. Лейтенант Жестовский, возможно подбил один Р-38, после чего был сам сбит и покинул самолет с парашютом.
Еще через пять минут после взлёта 6 Як-9 группы взлетела пара Як-3 в составе к-на Колдунова и л-та Красюкова. Пилоты опознали американские самолеты и в бой с ними не вступили. Также удалось правильно опознать противостоящие самолеты пилотам четверки Як-9Т из состава 897-го ИАП, вылетевшей по тревоге на прикрытие аэродрома.
В итоге, в ходе боя, огнём американских лётчиков было сбито два истребителя Як-9, при этом мл. л-т Шипуля В.В. погиб, а л-т Жестовский А.Ф. был ранен, но спасся на парашюте. Ещё один Як-9 попал под огонь своей же ЗА и был сбит — л-т Кривоногих Д.П. погиб. Было заявлено о 4-х сбитых Р-38 и ещё двух подбитых. Один сбитый Р-38 на счету зенитчиков, остальные записали на свой счёт лётчики 866-го ИАП: мл. л-т Сердюк М.Л. — 1 сбитый и 1 подбитый Р-38; мл. л-т Шипуля В.В. — 1 сбитый Р-38; л-т Кривоногих Д.П. — 1 сбитый Р-38; л-т Жестовский А.Ф. — 1 подбитый Р-38.
С американской стороны в ходе инцидента в районе г. Ниш было потеряно три самолёта Р-38 и ещё 5 были повреждены. Погибли два пилота ВВС США — 2-й л-т Ф. Брюер и 2-й л-т Э. Коулсон. Капитан Ч. Кинг, самолет которого сбили зенитки, спасся. Американцы заявили о двух сбитых Як-9, двух предположительно сбитых и одном повреждённом Як-9.
Достоверные победы одержали 2-й л-т К. Кэтшоук и л-т Дж. Блумер.
С большой долей вероятности можно утверждать, что первым был сбит и погиб 2-й л-т Брюер, которого сбил однозначно мл. л-т Шипуля. Самого Шипулю, скорее всего, сбил л-т Кэтшоук из группы прикрытия, состоящей из лётчиков 97-й FS. В ходе боя шестёрки Як-9 с остальными Р-38 из 95-й FS, л-т Жестовский зашёл в хвост самолёта л-та Т. Уртена и стал его обстреливать. На выручку пришёл л-т Блумер, который успел зайти в хвост самолёта Жестовского и сбить его. В свою очередь, под огонь мл. л-та Сердюка попал Р-38 2-го л-та Коулсона, и он тоже был сбит. Чуть позже к аэродрому вышло звено командира группы п-ка Эдвинсона — оно было атаковано одиночным Як-9, который вскоре был поврежден л-том Дж. Боуэрсом (ему записана предположительная победа) и вышел из боя. После этого появился другой Як-9, который еще издали начал качать крыльями, чем и добился опознания. Видимо, это и был ключевой момент, после чего остальные звенья «Лайтнингов» были оповещены об ошибке и в бой уже не вступали. Все поврежденные Р-38, по американским данным, получили попадания от огня зениток.
Итог этого первого серьёзного инцидента между союзниками, подвёл в своей работе кандидат исторических наук, полковник Андрей Николаевич Почтарев: «Официальные извинения посол США в СССР Гарриман принес от имени Франклина Рузвельта Иосифу Сталину только через 37 дней после «битвы у Ниша». 14 декабря 1944 года американский дипломат на приеме в Кремле, приняв скорбный вид, между делом произнес: «Хотел бы выразить сожаление президента и генерала Маршалла по поводу несчастного случая, происшедшего на Балканах. Имеется в виду налет американских самолетов на колонну советских войск. В целях избежание подобных инцидентов в будущем командующий авиацией союзников в Средиземном море генерал Эйкер хотел бы направить в штаб передовых советских войск на Балканах группу офицеров связи для координирования действий советских войск и союзных военно-воздушных сил».