Немцы, однако, отвлекаться не стали. Сложно сказать, что здесь сыграло решающую роль. Возможно, в условиях заблокированной радиосвязи они просто побоялись потерять в море основные силы русской эскадры из-за задержки на добивание подранков, а может, командиры ударных групп изначально имели приказ не тратить время на поврежденные корабли, с которыми можно разобраться и позже. Как бы то ни было, третья волна пикирующих бомбардировщиков пошла в атаку в полном составе.
Роняя в темные воды Черного моря огненные клочья горящих машин, немцы прорвались сквозь заградительный огонь и обрушились на корабли эскадры. Истребители закрутили над палубами смертельную карусель грандиозной «собачьей свалки». Непрерывный огонь зенитных автоматов вносил в воздушную схватку дополнительный элемент непредсказуемости, поджигая и сбивая с атакующего курса пикирующие бомбардировщики, но иногда настигая и собственные истребители. В такой ситуации полностью исключить потери от «дружественного огня» было просто невозможно.
Пилоты Рихтгофена не зря считались одними из лучших в люфтваффе. Если им представлялся шанс, они его не упускали. Линкор «Парижская Коммуна» получил три попадания. Два из них пришлись в башни. Броня выдержала удар, но расчеты были выведены из строя. Третья бомба взорвалась на бронепалубе, вырвав и сбросив в море зенитный автомат. Прямых попаданий в корабль больше не было, но взрыв бомбы прямо за кормой привел к деформации одного из четырех винтов. Из-за возникшей сильной вибрации флагману пришлось уменьшить скорость хода до двадцати узлов, что, естественно, привело к замедлению всей эскадры.
Эсминцы и крейсера тоже не избежали попаданий. Уже и так горящий «Красный Крым» получил еще одну бомбу в носовую часть, и почти потушенный экипажем пожар разгорелся с новой силой. Из строя вышло еще одно орудие главного калибра, а треть зенитной артиллерии больше не могла вести огонь из-за сильного задымления.
Эсминец «Способный» оказался на пути трех десятков «юнкерсов», изначально нацеленных на крейсер «Красный Кавказ». Огонь его 37-миллиметровых зенитных автоматов, видимо, сильно досаждал немцам, и ведущий группы решил сначала атаковать именно этот корабль. Несмотря на активное противодействие истребителей и на глазах редеющий строй своих машин, немцы довели атаку до конца. Четыре попадания не оставили эсминцу шансов. Тонкая броня не смогла защитить корабль. Пробив палубу, бомбы взорвались во внутренних отсеках эсминца, вызвав детонацию снарядов и торпед. На месте корабля поднялся гигантский столб воды. Искореженные обломки эсминца затонули практически мгновенно. Однако одержанная победа стоила немцам слишком дорого.