Спустя 25 минут за ними последовала другая пара «амбарчиков» 15-й эскадрильи из бухты Кихелькона (о. Сарема). В 03:20 первая пара обнаружила минные заградители группы «Норд» в тот момент, когда они уже легли на обратный курс и ставили мины в районе «засорения». Снизившись до 600 м, в 03:23 летчики попытались приблизиться к кораблям, но' навстречу им полетели зенитные снаряды. Огонь открывали минный заградитель «Бруммер» и моторный тральщик R-53, с которых, по наблюдениям немецкой стороны, было достигнуто несколько попаданий. Фактически, одна из летающих лодок получил две пробоины, не сказавшиеся на возможности продолжить полет. В 03:40 летчики передали в эфир донесение об обнаружении в точке 59.17 с.ш./22.15 в.д. транспорта, двух миноносцев и десяти сторожевых кораблей, которые шли курсом 330 градусов со скоростью 8 узлов (фактически во время постановки германское соединение поддерживало скорость около 16 узлов), которое было принято в штабе ВВС КБФ в 04:00. Кроме того, в 04:00, 04:06 и 04:30 в этом же штабе были получены еще три донесения от самолетов 15-й эскадрильи, которые также обнаружили немецкое соединение и вели его, сообщая текущие значения координат, курса и скорости, к сожалению, с подобными же ошибками. В 04:25 начальник штаба ВВС КБФ полковник Д.И. Сурков приказал подготовить к вылету восемь МБР-2 15-й эскадрильи, подвесив под каждый по шесть бомб ФАБ-100, но, до последующих указаний, без взрывателей. В 04:50 командующий КБФ вице- адмирал Трибуц, получивший к тому времени соответствующее разрешение от наркома ВМФ Н.Г. Кузнецова, наконец, передал по радио приказ: «Германия начала нападение на наши базы и порты. Силой оружия отражать попытки противника». Уже через минуту Сурков распорядился нанести удар по немецкому соединению силами 73- го бомбардировочного авиаполка, поскольку гидросамолеты уже не успевали перехватить противника в пределах своего радиуса. Пока бомбардировщики СБ готовились к взлету (командование авиаполка выделило для решения задачи семь машин), германское соединение в 05:10 достигло шхерного фарватера, после чего его корабли разошлось по своим замаскированным якорным стоянкам. В этот момент (с 05:05 до 05:23) соединение наблюдалось рейдовым постом Ханко, который классифицировал немецкие заградители как легкий крейсер и два эсминца.
Эскадрилья бомбардировщиков вылетела лишь примерно через час. В месте обнаружения противника она, естественно, ничего не нашла, но поскольку в задаче говорилось, что транспорт и эсминцы идут в Турку, пилоты продолжили полет на северо-запад. В районе острова Эре (фактически самолеты находились в 90 км северо-западнее этого острова в точке 60°04.8'N, 20°50.8'Е) им показалось, что они обнаружили свою цель - группу транспортов. При попытке приблизиться с кораблей был открыт зенитный огонь, что заставило отбросить последние сомнения. Около 07:15 бомбардировщики сбросили бомбы и легли на обратный курс, а в 08:18 сели в Пярну.