Ответный огонь с «Кирова» — 180-мм снаряды легли в море перед Руссарэ, следующие выстрелы были точнее и снаряды стали падать на остров. Большая часть, пролетев над батареей, упала в северной стороне острова и в районе пристани. Всего было выпущено около двадцати снарядов. Два снаряда остались неразорвавшимися. Единственной жертвой боя стал смотритель маяка.
В 09.40. Штабом операции были даны следующие команды-
— Эскадрилье LLv-69 стартовать для атаки вражеского соединения.
— ПЛ «Ветехинен», ПЛ «Саукко» — следовать в район визуального обнаружения целей.
— Группе катеров быть готовыми к выходу для атаки поврежденных кораблей противника.
В 10.25 эскадрилья в составе 9 «Свордфиш» (один вернулся на аэродром из-за неполадки двигателя, приземлился с торпедой), под командованием капитана А. Вихерто обнаружила вражеские корабли. Они двигались кильватерной колонной, возглавляемой крейсером, со скоростью 35 узлов. Эскадрилья разделилась на две формации — 4 и 5 самолетов и атаковала «Киров» с кормовых ракурсов. Из-за плотного зенитного огня и активного маневрирования целей на большой скорости удалось добиться только одного попадания. Торпеда попала в кормовую оконечность крейсера с правой стороны. Корма оказалась оторванной и почти мгновенно затонула. Самолеты набрали высоту и сделали круг, проводя фотографирование. К изумлению пилотов, крейсер не только не тонул, но и смог дать ход. Прикрываемый эсминцами, он развил скорость в 6 узлов и направился к Таллину. Капитан Вихерто в 10.37 передал по радио обстановку штабу и увел эскадрилью на базу.
В 10.40 Командующий операцией лично связался с командиром «Ветехинен» коммодор-капитаном К. Паккола и приказал добить крейсер во что бы то ни стало.
Одновременно была дана команда группе катеров выдвигаться в район боя.
В 11.32 лодкой визуально были обнаружены корабли противника. Попытка в надводном положении выйти в голову конвоя, была пресечена появившимися советскими самолетами. Командир принял решение продолжить сближение в подводном положении.
В 12.05, подняв перископ Паккола обнаружил между своей позицией и крейсером оба эсминца (видимо самолет передал сообщение о присутствии подводной лодки). Перейдя на режим подкрадывания «Ветехинен» сблизился с «Кировым» на восемь кабельтовых и произвел пуск двух торпед. Через сорок секунд экипаж отчетливо услышал звук взрыва. Оставаясь под водой лодка обошла зону атаки и находясь с противоположенного траверза подвсплыла на перископную глубину. На расстоянии четырех кабельтовых находился эсминец с оторванной носовой частью, без надстройки и мачты. Эсминец оставался на плаву и пытался, судя по буруну, дать ход! Крейсера и второго эсминца не наблюдалось. Коммодор-капитан начал маневрирование и приведя цель в сектор кормовых торпедных аппаратов, дал залп двумя торпедами. Через 18 секунд раздался двойной взрыв. После поднятия перископа эсминец обнаружить не удалось. Лодка пошла на всплытие, что бы оказать помощь потерпевшим крушение, но была атакована самолетом МБР-2. Близкие разрывы бомб повредили легкий корпус. Командир «Ветехинена» принял решение о возвращении на базу. Отойдя на пять миль, лодка снова смогла всплыть и передать сообщение о обстановке в штаб. В 14.45 Штаб подтвердил решение о возвращении.