Кильконд решили отдать, не сильно артачась, во временное пользование германскому десанту из тех же тактических соображений. Когда войска Эсторфа заняли авиастанцию, то ни одного гидроплана там не обнаружили. Им достался только взорванный блокпост да трупы своих же самокатчиков. А вот сами самокаты десантники так и не нашли. Видимо, русские забрали их в качестве арендной платы за пользование авиастанцией.
Утро 30 сентября отметилось воздушным боем. Ещё затемно над островами зависли три цепеллина (два над Эзелем, один над Даго), светили прожекторами, стреляли из пулемётов, бросали бомбы – всё без видимого успеха, разве что поспать толком не дали. С рассветом прилетели с материка «Невские» Алехновича и порадовали многочисленных русскоговорящих зрителей «зажигательным» зрелищем. В этом полёте с «Невских» было снято оборудование для бомбометания, зато были установлены огнемёты. Лётчики «Невских» чувствуя своё превосходство откровенно пижонили (как ни цинично это звучит применительно к ситуации). Заходили на цепеллин с двух сторон и били в носовую и хвостовую часть оболочки струями огня. Пылающая оболочка быстро сдувалась, накрывала гондолу, и дирижабль с всё большим ускорением падал на землю. Те, что были над Эзелем, упали в тылу русских позиций; тот, что барражировал над Даго, пытался дотянуть до своих кораблей, под защиту их зениток. Тщетно. Только огорчил германских моряков зрелищем падающей в море горящей сигары.
Весь день на суше шли бои: десант пытался расширить захваченный плацдарм. На Даго десант подкреплений не получил, потому ровным счётом ничего не добился, оставшись на завоёванных ранее позициях. Все имеющиеся в его распоряжении резервы генерал фон Эсторф ввёл в бой на Эзеле, протаранил и захватил позицию, прикрывающую дорогу на Ориссарскую дамбу. Оборонявший её пехотный полк отошёл к дамбе, где сразу же занял позиции во второй линии обороны. Морпехи на позиции, прикрывающей дорогу на Аренсбург, стойко отразили все атаки, правда и давление на них было не столь сильным, как на простую пехоту.
Флот тоже воевал. С утра германские эсминцы коммодора Пауля Гейнриха (брейд-вымпел на крейсере «Эмден») стали занимать позиции у западного входа в Соэлозунд. Русские эсминцы во главе с ЭМ «Победитель» (брейд-вымпел начальника 11-го дивизиона капитана 2-го ранга Пилсудского) находящиеся в дозоре на Кассарском плёсе, до поры стояли на якоре. В 13 часов 50 минут рядом с «Эмденом» занял позицию линкор «Кёниг». Русские эсминцы сразу стали сниматься с якорей и побежали вглубь Кассарского плёса, прочь от тяжёлых пушек германского дредноута. Там уже стояла «Аврора», с мостика которой за событиями зорко следил адмирал Колчак. За «Авророй» сосредоточились эсминцы 12-го и 13-го дивизионов (8 вымпелов).
Вскоре к ним присоединились три эсминца 11-го дивизиона, которые без потерь вышли из-под обстрела «Кёнига». В это время передовые германские эсминцы уже миновали Соэлозунд, и стали расходится на два кильватерных строя, пытаясь взять русскую эскадру в клещи. Всего на Кассарский плёс прорвались семнадцать вражеских эсминцев.
В это время проходящие восточное горло эсминцы Гейнриха подверглись со стороны Эзеля и Даго атаке четырёх подводных лодок, две из которых были русскими, а две английскими. Торпеды попали точнёхонько в два передовых эсминца, которые оба рядом тут же легли на грунт, создав на выходе из пролива пробку. Попытавшиеся их обогнуть справа и слева эсминцы только усугубили обстановку. И тот и другой задели за грунт винтами и потеряли ход.
Идущим за ними кораблям пришлось стопорить машины, а потом медленно выползать из пролива туда, где разгневанные «Кёниг» и «Эмден» вели стрельбу по квадратам, в которых могли находиться подводные лодки. Ни в одну не попали, и лодки бочком-бочком стали убираться с поля боя. А германские эсминцы, прошедшие пролив, храбро кинулись в атаку (17 против 11). Однако присутствие в рядах русских эсминцев «Авроры» практически уравняло шансы, тем более что комендоры крейсера удивили отменной точностью попаданий.
Скоротечный бой закончился тем, что германские эсминцы, потеряв три корабля, стали отходить к Соэлозунду. Там «Кёниг» и «Эмден» методично расстреливали потопленные эсминцы, – команду с них, разумеется, сняли – чтобы освободить проход. Тяжёлый калибр сделал своё дело, разорванные на части корабли устлали обломками дно пролива, и над местом их гибели стало возможным пройти отходящим кораблям. Теперь «Кёниг» и «Эмден» сосредоточили огонь на русских миноносцах, которые увлеклись погоней и вошли в зону обстрела их орудий. Приказ отходить слегка запоздал, и четыре русских эсминца получили серьёзные повреждения, но с поля боя сумели уползти, прикрывшись дымовой завесой. Ушли зализывать раны и немецкие миноносцы. Итог боя: германские эсминцы – пять потоплено, десять получили повреждения; русские эсминцы – потопленных нет, шесть получили повреждения.