Разгрузка транспортов продолжалась до 19 часов. Все это время штурмовики и бомбардировщики непрерывно атаковали конвой. К флотской авиации присоединились 120 штурмовиков и 70 бомбардировщиков фронтовой авиации.
В 18–20 конвой, в котором к тому времени уцелели два крейсера, один эсминец, один миноносец, три тральщика и четыре катера, двинулся в обратный путь. Единственный уцелевший транспорт и два десантных парома были посажены на мель у берега, чтобы не ограничивать скорость боевых кораблей. Все корабли имели повреждения, поэтому максимальная скорость группы не превышала 16-ти узлов. Переход до Ирбенского пролива таким ходом занял 6 часов. На переходе атаки флотской авиации на корабли продолжались. Люфтваффе не имела достаточных сил для плотного прикрытия кораблей на всем пути. Были потоплены миноносец, катер и тральщик.
Вечером нанес удар и полк торпедоносцев КБФ. На этот раз главной целью были немецкие легкие крейсера. Постоянные атаки штурмовиков к этому времени практически полностью выбили зенитное вооружение кораблей. После двух попаданий торпед крейсер «Эмден» затонул. «Лейпциг» получил попадание, но остался на плаву.
В течение дня немецкие пикирующие бомбардировщики неоднократно группами по 9-18 самолетов атаковали в Рижском заливе наши эсминцы и сторожевики, прикрываемые истребителями с аэродромов острова Саремаа. Противнику удалось потопить эсминец «Стерегущий» и сторожевой корабль «Туча».
Перед самым входом пролив, перегороженный минным полем, эсминцы и сторожевики снова атаковали конвой. На этот раз значительное огневое превосходство имели наши корабли. Против уцелевших на немецких кораблях девяти 150-мм, четырех 128-мм и трех 105-мм орудий наши имели 20 орудий калибра 130 мм и 8 орудий калибра 102 мм. К тому же, на немецких кораблях большая часть приборов управления огнем была уже уничтожена. Бой начался на дистанции 110 кабельтовых, которая впоследствии сократилась до 60 кабельтовых. В этом бою немцы потеряли тральщик и два катера. Остальные немецкие корабли получили значительные повреждения. Наши корабли прекратили огонь, лишь, когда немцы углубились в минные поля.
Горевшие немецкие корабли, хорошо заметные ночью, обстреляла береговая 180-мм батарея с полуострова Сырве. Последний сохранившийся тральщик от многочисленных попаданий затонул, а оставшийся без тральщиков «Лейпциг» подорвался на мине и потерял ход. Береговая батарея добила неподвижный крейсер. Из всего состава конвоя в Лиепаю вернулись лишь один сильно поврежденный эсминец и два катера. Тем не менее, несмотря на потерю почти всех кораблей и транспортов, конвой свою задачу, правда, в минимальном объеме, выполнил. По немецким данным, в расположение окруженной группировки было доставлено 2700 тонн грузов, главным образом боеприпасов и горючего. С затонувших и выбросившихся на мель кораблей на берег было снято 2400 человек личного состава, пополнивших состав окруженной группировки.