Единственным преимуществом англичан было наличие у них авианосца «Игл», авиация которого могла вести разведку, прикрывать свои корабли и наносить удары по противнику. Однако близость итальянских авиационных баз при наличии согласованных действий авиации и флота могла свести это преимущество к нулю. Произошедший в дальнейшем бой получил название «бой у мыса Пунто–Стило».
Обнаружив противника, английские корабли увеличили скорость, а самолеты с «Игла» нанесли удар, правда, безрезультатный, по кораблям противника. Около 16 часов линкоры противников сблизились на дистанцию артиллерийского боя. Передовой отряд английских крейсеров и линкор «Уорспайт» открыли огонь по двум итальянским линкорам и тяжелым крейсерам. Вскоре линкор «Джулио Чезаре» получил попадание тяжелого 381–мм снаряда и сбавил ход. Опасаясь потерь, итальянцы решили выйти из боя, для чего эсминцы получили приказ прикрыть линкоры и крейсера дымовой завесой и атаковать английские корабли торпедами. Атака итальянских эсминцев не удалась, но и англичане прекратили преследование. Во время боя обе стороны применили авиацию, но результатов не добились.
Особенно плохо действовали итальянские летчики. Они многократно, но, к счастью, безрезультатно атаковывали свои корабли. Так, без особенных успехов с обеих сторон, закончился первый морской бой в Средиземном море между английскими и итальянскими кораблями. В сентябре и октябре англичане провели еще два конвоя в Египет, но итальянский флот, несмотря на то что он получил подкрепление в виде двух новых, вошедших в строй линкоров типа «Литторио», активных действий не предпринимал. 28 октября Италия напала на Грецию. В ответ английские войска высадились в бухте Суда на Крите, а на греческие аэродромы перебазировалась английская авиация. У англичан появилась еще одна коммуникация, которую надо было защищать, — Греция.
В Таранто находились основные силы итальянского флота, в том числе все шесть линкоров. Это создавало постоянную угрозу коммуникациям, и английское командование спланировало нападение на итальянские корабли силами корабельной палубной авиации прямо в базе. Противовоздушная оборона Таранто была довольно слабой. Главным недостатком обороны была скученность кораблей, которые стояли, как в мирное время, — борт у борта.
В этом случае повторилось то же самое, что и при обстреле Мерс–эль–Кебира: зенитная артиллерия не могла быть полностью использована без опасности поразить собственные корабли. Сетевое заграждение, прикрывавшее корабли, имело заглубление всего на 7 м (при глубине моря в месте стоянки линкоров около 25 м). Это позволяло англичанам использовать торпеды с магнитным взрывателем Английская авиация произвела аэрофотосъемку внутреннего рейда Таранто, определила расположение противолодочных сетей, аэростатов заграждения и диспозицию линкоров. На основании полученных разведданных была спланирована атака. Одним из главных результатов разведки было выяснение отсутствия сетевого заграждения линкоров со стороны города. Главная роль в предстоящей операции отводилась авианосцам «Иллариес» и «Игл». Их самолеты двумя волнами должны были атаковать корабли в базе. В каждой волне предполагалось иметь по шесть торпедоносцев, четыре бомбардировщика и два самолета–осветителя. Однако из‑за аварий число самолетов второй волны уменьшилось на три. Непосредственное прикрытие авианосцев ложилось на четыре крейсера и четыре эсминца. Оперативное прикрытие возлагалось на четыре линкора, два крейсера и двенадцать эсминцев, расположившихся между авианосцами и Таранто. Группа из трех крейсеров и двух эсминцев производила отвлекающий маневр в Отрантском проливе.
Атака должна была начаться в 23 часа, во время наиболее яркого лунного освещения. Около 20 час. 40 мин. с авианосцев поднялась первая волна. Итальянцы обнаружили английские самолеты только после того, как были сброшены осветительные бомбы и пикирующие бомбардировщики атаковали береговые объекты, отвлекая на себя средства ПВО. Затем в атаку вышли торпедоносцы. Через полчаса итальянские корабли атаковала вторая волна. Из одиннадцати торпедоносцев англичане потеряли два еще до сбрасывания ими торпед. Всего в цель попало пять торпед, из них три — в линкор «Литторио» и по одной в линкоры «Кавур» и «Дуилио». Линкор «Кавур» затонул, а остальные два (не затонули только из‑за малой глубины) плотно сели на грунт. Кроме линкоров, повреждения получили крейсер и эсминец Итальянский флот понес тяжелые потери. Они могли быть много больше, если бы англичане использовали для нападения на базу более многочисленную авиационную группу. Успех операции позволил англичанам выделить два линкора для обороны атлантических конвоев.