Вечером 26 июля адмирал Ватранг допустил роковую ошибку. Он приказал отбуксировать мористее шведские корабли, подошедшие днем слишком близко к берегу для перехвата русских галер. Ватранг боялся ночного абордажа русских гребных судов. Эта ошибка дорого обошлась шведам. В четвертом часу утра 27 июля 64 русские галеры в кильватерной колонне пошли на прорыв. С авангардом шел А.А. Вейде, с корде-баталией — Ф.М. Апраксин, замыкал цепь идущих на прорыв галер генерал М.М. Голицын с эскадрой арьергарда. Сам же Петр ни в одном из прорывов лично не участвовал, а позже прибыл к прорвавшимся галерам сухим путем по перешейку.
Шведы вновь попытались отбуксировать свои корабли ближе к берегу, но лишь трем кораблям удалось открыть огонь по русским галерам с предельной дистанции. Шведы достигли нескольких попаданий, не причинив особого вреда галерам. Так, к примеру, у поручика Нижегородского полка де Колера 24-фунтовое ядро оторвало каблуки и подошвы у сапог и поранило ноги. Причем ядро застряло в обшивке галеры. Это свидетельствует о большой дальности стрельбы, так как на дистанции 200–400 сажен (427–854 м) 24-фунтовое пушечное ядро пробило бы галеру насквозь на оба борта.
Русская галера (скампавея) «Конфай» села на мель и была захвачена шведами. Часть людей с нее успели спастись на шлюпках, а 232 человека были взяты шведами в плен. Среди них оказалось 174 солдата Шлиссельбургского полка и полковой священник.
С прорывом 99 русских галер отряд Эреншельда, отошедший от места переволоки в Рилакс-фиорду, был отрезан от эскадры адмирала Ват-ранга. Причем Ватранг даже при желании не мог помочь Эреншельду, не имея больших гребных судов.
27 июля после обеда к «Олифанту» на шлюпке под белым флагом отправился генерал-адъютант П.И. Ягужинский. Поднявшись на борт прама, он предложил шведскому флагману немедленно спустить флаг, указав на невозможность уйти и «на благоразумие избегнуть пролития христианской крови», обещав при этом Эреншельду и всем его подчиненным хорошее обращение в плену. Ягужинский сказал, что в случае отказа немедленно со стороны русских галер начнется «яростная атака». На что Эреншельд достойно ответил: «Я всю жизнь служил с неизменною верностью своему королю и отечеству и, как я до сих пор жил, так и умирать собираюсь, отстаивая их интересы. Царю как от меня, так и от подчиненных моих нечего ждать, кроме сильного отпора, и, ежели он решил нас заполонить, мы еще с ним поспорим за каждый дюйм до последнего вздоха».
После того как ответ Эреншельда был передан Апраксину, он в два часа дня отдал приказ об атаке. 35 русских галер устремились на шведские суда. Из-за тесноты в Рилакс-фиорде непосредственно в абордаже участвовало только 23 галеры. Сам Петр находился на галере, стоявшей вне боевой линии и зоны огня. На основании отдельных упоминаний в архивных документах удалось установить наименования лишь шести из двадцати трех галер, атаковавших флотилию Эреншельда с фронта: «Костёр», «Ладога», «Мусельс», «Плотица», «Сом» и «Церапула». Сколько человек было на русских галерах, участвовавших в абордаже, точно установить не удалось. Однако историк А.З. Мышлаевский нашел в архиве сводную ведомость «ис поданных ведомостей от господ генералов, сколько котораго полку и каких чинов было при взятии судов шведских». В ней приведены данные о штаб- и обер-офицерах, урядниках, нижних чинах и неслужащих из участвовавших в сражении в Рилакс-фиорде одиннадцати полков: гвардейских Преображенского (257 человек) и Семеновского (235 человек), Первого и Второго гренадерских (304 и 248 человек соответственно), Ингерманландского (701 человек), Великолукского (260 человек), Вологодского (119 человек), Галицкого (227 человек), Московского (122 человека), Нижегородского (263 человека) и Рязанского (204 человека) — всего 2940 человек. В ведомости указано, что в баталии командовали войсками генерал А.А. Вейде (при нем был генерал-адъютант Ю.Ю. Гейн и флигель-адъютант Дубровский) и бригадиры М.Я. Волков и П.Б. Лефорт (итого 2945 человек). Ряд историков считает, что в абордаже принимали участие солдаты Лефортовского, Воронежского, Копорского и Шлиссельбургского полков.
Шведы подпустили русские галеры на полупистолетный выстрел (25–35 м) и дали залп из орудий. После второго залпа галеры повернули назад. Согласно шведским источникам, им удалось отбить две атаки, но в ходе третьей русские все-таки абордировали шведские суда. По русским данным, бой продолжался свыше двух часов, что косвенно подтверждает шведскую версию о двух отбитых атаках. Некоторые отечественные авторы считают, что первых двух атак не было, а русские галеры вели артиллерийскую дуэль со шведами, но эти версии более чем неразумны. При таком превосходстве в личном составе сам Бог велел идти на абордаж, а не подставлять под огонь шведов переполненные солдатами галеры.