Затем в дело вступила авиация КБФ. Полк торпедоносцев Ил-4Т атаковал соединение прикрытия в 40 километрах северо-западнее острова Хийумаа. Мощный зенитный огонь соединения, имевшего 12 орудий калибра 88 мм, 32 автомата калибра 37 мм и 16 автоматов 20-миллиметрового калибра, не позволил торпедоносцам добиться успеха. Наши потери составили 3 самолета.
Два полка штурмовиков с острова Сааремаа и два полка с латвийских аэродромов последовательно атаковали корабли эскорта. Две эскадрильи истребительного прикрытия немецкой эскадры не смогли оказать сопротивления восьми нашим истребительным эскадрильям штурмовых полков и были почти полностью уничтожены. Первым заходом штурмовики залпами эрэсов и огнем курсовых пулеметов расстреливали зенитные орудия и выбивали их расчеты. Каждый из немецких кораблей получил множество попаданий. На кораблях отмечены многочисленные пожары. Вторым заходом проводилось бомбометание с пикирования. Было отмечено не менее 8 попаданий по кораблям. В итоге были потоплены тральщик, десантный паром, пять катеров и миноносец. Еще один тральщик потерял ход, отстал от эскадры и был добит нашими эсминцами. Штурмовые полки потеряли 11 самолетов.
Затем конвой атаковали два полка флотских бомбардировщиков в сопровождении двух полков истребителей. Бомбометание проводилось с высоты 3000 метров, чтобы исключить воздействие малокалиберной зенитной артиллерии и пулеметов, в большом количестве установленных на десантных паромах и транспортах. Подошедшие от западного берега Рижского залива 26 немецких истребителей были перехвачены нашими истребителями и не смогли помешать прицельному бомбометанию. Сброс бомб эскадрильными залпами не позволял кораблям маневрированием уклоняться от бомб. Бомбардировщики потопили один транспорт, три десантных парома, два тральщика и один миноносец. Наши потеряли 14 самолетов.
В 8 часов утра вблизи острова Кихну, лежащего перед входом в залив Пярну, конвой и эскорт снова были атакованы штурмовиками. Зенитный огонь кораблей конвоя к этому времени заметно ослаб. На многих кораблях горели непогашенные очаги пожаров. Катера охранения интенсивно ставили дымовые завесы. Штурмовики ценой потери шести самолетов сумели серьезно повредить один эсминец, который выбросился на мель у острова. Его примеру последовали горящий транспорт и миноносец. Один тральщик, четыре катера и пять десантных паромов удалось утопить.
Через сорок минут у входа в залив Пярну конвой пересек завесу из 11 подводных лодок типа «Малютка». Подводникам удалось торпедировать эскадренный миноносец, легкий крейсер «Эмден» и транспорт. Легкий крейсер остался на плаву, хотя и потерял ход. Эсминец и транспорт выбросились на мель у берега в расположении окруженной немецкой группировки. Через час экипажу легкого крейсера удалось отремонтировать поврежденные машины.