Личный состав авиаполков, батальонов аэродромного обслуживания и зенитных батарей вступил в бой с десантниками. Командующий 27-й армией генерал-майор Берзарин, получив донесение о десанте, сразу же направил на каждый атакованный аэродром по одному кавполку. Между 03:10 и 03:50 кавалеристы форсированным маршем вышли к аэродромам и атаковали немецких десантников.
В Когуле десант был сброшен прямо на взлетную полосу, десантникам удалось уничтожить большую часть самолетов. Десант занял оборону в окопах, вырытых для укрытия самолетов. Подошедших кавалеристов встретил плотный огонь. Выбить десант с аэродрома не удалось.
В Асте из-за навигационной ошибки десант приземлился в двух километрах от аэродрома, в черте населенного пункта и вокруг него, поэтому обороняющиеся смогли удержать аэродром в своих руках. Атакующих аэродром со стороны Асте десантников встретили очереди скорострельных зенитных пушек. Авиационные стрелки и техники открыли огонь по десанту из бортовых оборонительных пулеметов, снятых с самолетов. Атака на аэродром захлебнулась. Подошедший кавполк загнал десантников обратно в деревню. К 08:00 взлетная полоса была отремонтирована и штурмовой авиаполк готов к вылету.
Едва забрезжил рассвет, командующий флотом вице-адмирал Трибуц поднял в воздух весь полк морских разведчиков, вооруженный гидросамолетами МБР-2, рассредоточенный поэскадрильно в портах архипелага.
Летчикам была поставлена задача установить местонахождение кораблей противника. В 03:20 подлодка «Щ-23», входящая в завесу лодок, развернутую в 2030 км от берега архипелага, передала сообщение о подходе к заливу Тагалахт большой группы кораблей противника. Лодка дала торпедный залп, поразивший тральщик. Адмирал Трибуц приказал всем лодкам завесы стягиваться к Тагалахту. Одновременно получили приказ на выдвижение из портов Рижского залива торпедные катера, эсминцы, сторожевики, малые подлодки.
В 04:30 подошедшие к расположенному на северо-западном побережье острова Сааремаа заливу Тагалахт броненосцы «Шлезиен» и «Шлезвиг-Гольштейн», легкие крейсеры «Кельн» и «Нюрнберг» открыли огонь по береговым батареям в Ундве и Тагаранне. Броненосцы имели на борту по четыре орудия калибра 280 мм и по 10 орудий калибра 150 мм. Легкие крейсеры имели по девять 150-мм орудий.
Глубоководная и защищенная от ветра бухта Тагалахт уже была местом высадки немецкого морского десанта в первую мировую войну. 12 октября 1917 года четыре германских линкора поддерживали огнем высадку десанта в бухте. Им противостояли две четырехорудийных батареи калибра 152 мм. Линкорам удалось подавить береговые батареи, что обеспечило успех высадки. Десант окружил и уничтожил русские войска на Сааремаа.
Учитывая уроки истории, командование КБФ в 1939 году начало строить береговые батареи на морском побережье архипелага. К лету 1941 года в заливе Тагалахт были боеготовы только две батареи первой очереди: трехорудийная батарея калибра 130 мм в Ундве и трехорудийная батарея калибра 180 мм в Тагаранне.
Артиллеристы открыли ответный огонь по кораблям противника. В это же время каждую батарею атаковали до 30 бомбардировщиков. После бомбардировки и часового артобстрела береговые батареи были приведены к молчанию. Броненосцы тоже получили многочисленные попадания.
Подавив береговые батареи, броненосцы продолжили огонь по двум опорным пунктам, прикрывавшим батареи, в которых оборонялись по одному усиленному батальону. По опорным пунктам снова нанесли удар бомбардировщики.
В 05:30 на смену бомбардировщикам подошли более ста двадцати транспортных самолетов Ю-52 в сопровождении 30 истребителей. К этому времени уже была восстановлена взлетная полоса истребительного аэродрома в Лейзи. Вызванные с этого аэродрома для отражения налета бомбардировщиков истребители вышли к заливу Тагалахт одновременно с подходом немецких транспортных самолетов.
Поскольку все самолеты на аэродромах острова размещались в углубленных окопах, то в ходе ночного налета на аэродроме Лейзи были уничтожены лишь два самолета. К заливу Тагалахт авиаполк вышел в составе 32 машин типа И-16. Двумя эскадрильями морские летчики полка майора Бегишева связали истребителей сопровождения, а двумя эскадрильями атаковали строй транспортников. В упорном бою было сбито 19 самолетов с десантниками, остальные сбросили парашютистов с большим разбросом по местности. Высадившиеся парашютисты вступили в бой с гарнизонами опорных пунктов. Корабли прекратили обстрел берега, опасаясь ударить по своим. Получив донесение об обстреле с моря береговых батарей в заливе Тагалахт, командарм Берзарин направил к заливу кавполк и полк боевой поддержки 6-й кавдивизии. В резерве командующего остались лишь один стрелковый полк и полк боевой поддержки 16-й сд.
От морских разведчиков в штаб флота и штаб БОБРа поступили доклады: «Тирпиц с двумя миноносцами крейсирует у входа в Финский залив. Один карманный линкор с двумя эсминцами находится у входа в Ирбенский пролив, а другой у входа в пролив Соэла между островами Сааремаа и Хийумаа». Вице-адмирал Трибуц сделал вывод, что линкоры противника имеют целью предотвратить выход наших надводных кораблей из заливов в Балтийское море.
Две длинные колонны транспортов и десантных паромов в сопровождении тральщиков и катеров подходят к входу в залив Тагалахт. Два старых линкора и два легких крейсера обеспечивают артиллерийскую поддержку десанта. Корабли артиллерийской поддержки прикрывают 6 тральщиков и два миноносца.
К 06:40 колонна из 12 транспортов втянулась в залив и встала на якорь. Началась перегрузка десанта на десантные паромы. Миноносцы, катера и тральщики бомбили глубинными бомбами подходы к заливу, чтобы предотвратить атаки подводных лодок по транспортам. Погода благоприятствовала десантной операции. Волнение один-два балла, легкий ветер, редкая облачность. Линкоры маневрировали в 58 км от устья залива. Легкие крейсеры ходили по дуге радиусом 12 км, выполняя противоторпедный маневр. Воздушное прикрытие кораблей постоянно осуществляли от 10 до 20 истребителей с аэродромов в западной Латвии. Держать более крупный наряд истребителей над конвоем 1-й воздушный флот не имел возможности из-за удаленности аэродромов. Тщательно разработанный командованием кригсмарине и согласованный с люфтваффе план операции выполнялся без серьезных накладок.
Получив сообщение о высадке морского десанта, генерал Берзарин направил форсированным маршем к заливу Тагалахт свой последний резерв стрелковый полк и полк боевой поддержки 16-й сд.
Вся авиация Балтфлота, в радиус действия которой входила бухта Тагалахт, была привлечена командованием к нанесению удара по конвою. Вылетели полк торпедоносцев и полк бомбардировщиков с таллинских аэродромов, полк бомбардировщиков с Хийумаа, полк штурмовиков с аэродрома Асте и два полка штурмовиков с аэродромов в Латвии. Прикрытие осуществляли истребители штурмовых полков, истребительные полки с аэродрома Риги. От прорыва надводных кораблей из Рижского залива для удара по конвою решено было пока отказаться. Подавляющее преимущество немецких линкоров в артиллерии привело бы к неоправданным потерям в корабельном составе. Однако торпедные катера и подводные лодки должны были атаковать конвой.
Первыми в 07:10 на цель вышли штурмовики и истребители с Рижского аэродрома. Воздушное прикрытие связали боем. Скучившиеся транспорты и десантные паромы представляли собой отличную мишень. Не обращая внимания на зенитный огонь, штурмовики нанесли сначала ракетный, а потом бомбовый удар. Ценой потери 6 самолетов удалось потопить 5 десантных паромов и поразить 2 транспорта. Многие суда и корабли получили попадания эрэсами.
В 07:35 на цель вышли бомбардировщики Ил-4 с Хийумаа. Истребители все еще продолжали бой с воздушным прикрытием конвоя. Бомбометание с горизонтального полета с высоты 500 метров было предельно опасным для экипажей. Со всех катеров и десантных паромов и транспортов открыла шквальный огонь малокалиберная зенитная артиллерия и пулеметы. Семь самолетов было сбито. Однако конвой лишился тральщика, трех транспортов и пяти паромов. Попадание 100- и 200-килограммовых фугасных бомб приводило к мгновенному потоплению десантных паромов, однако транспорты водоизмещением 23 тысячи тонн успевали выброситься на береговые отмели.
В 07:45 капитан С. М. Шелков, командир 130-миллиметровой трехорудийной батареи 24, расположенной у селения Кихельхона, сумел наладить корректировку для ведения огня с закрытой позиции через полуостров Хундсорт, ограничивающий залив Тагалахт с запада. Расстояние от позиции батареи до судов в заливе составляло всего от 6 до 12 км, однако густой лес на возвышенности полуострова полностью закрывал прямую видимость. Высланные с радиостанцией в селение Тагала артиллеристы-корректировщики отлично просматривали всю акваторию залива и обеспечили точное наведение артогня. Практически одновременно, в 07:56, артиллеристы батареи 25 старшего лейтенанта А. С. Зинова, расположенной у селения Ундва, сумели отремонтировать одно 130-миллиметровое орудие и открыли кинжальный огонь прямой наводкой по стоящим в 24 км от них транспортам. Прежде чем немецкие броненосцы успели среагировать, орудие утопило один транспорт и зажгло еще два. Затем герои-артиллеристы были расстреляны 280-миллиметровыми пушками броненосцев.
Из-за огня, открытого артиллеристами Зинова, противник не сразу понял, откуда ведет стрельбу батарея Шелкова. Артиллеристы сумели утопить один транспорт и поджечь три оставшихся. Теперь на отмелях в заливе сидело 10 горевших транспортов. Однако десантные паромы продолжали переправлять с них на берег людей и снаряжение. Артиллеристы Шелкова перенесли огонь на десантные паромы.
Линкор «Шлезиен» обогнул мыс Ундва и в 08:15 с дистанции 14 км открыл огонь по 24-й батарее. Дуэль артиллеристов с линкором продолжалась 30 минут. Артиллеристы Шелкова, прежде чем огонь батареи был подавлен, добились многочисленных попаданий по линкору. К сожалению, 130-миллиметровые снаряды не пробивали броню цитадели линкора, но его зенитная артиллерия и приборы управления артогнем были выведены из строя практически полностью. В это же время линкор был атакован бригадой торпедных катеров, подошедших из Ирбенского пролива вдоль западного берега Сааремаа. Одновременная атака 12 катеров увенчалась двумя попаданиями в левый борт. Четыре катера были потоплены артиллерией линкора и тральщиков. Получив две торпеды, линкор «Шлезиен» начал отходить обратно к заливу Тагалахт. Идущий малым ходом линкор был атакован подводной лодкой Щ-34, попадание одной торпеды в кормовую оконечность окончательно лишило линкор хода.
В 08:20 подошел еще один полк штурмовиков из Латвии и полк штурмовиков с аэродрома Асте. Истребители полков схватились с заменившимися к тому времени немецкими истребителями. Штурмовики атаковали десантные баржи в заливе. Потеряв 3 самолета, летчики потопили 6 десантных паромов и нанесли бомбо-штурмовой удар по сидящим на мелях транспортам. Последними к заливу подошли бомбардировщики из Таллина под прикрытием истребителей, поднявшихся с аэродрома Лейзи. Бомбардировщики атаковали десантные паромы и сидящие на мелях транспорты. Удалось потопить 5 паромов и поразить 3 транспорта. Потеряли два самолета.
Одновременно полк торпедоносцев атаковал броненосцы. Неподвижный и лишенный зенитной артиллерии «Шлезиен» получил сразу три попадания и быстро затонул. «Шлезвиг-Гольштейн» получил две торпеды, но остался на плаву. Кроме того, был торпедирован и затонул один тральщик. Торпедоносцы потеряли пять самолетов.
К 11 часам обстановка стабилизировалась. Немцам удалось высадить десант численностью до 9 тысяч человек на обоих берегах залива Тагалахт. Десантники захватили две трети полуострова Хундсорт, создав плацдарм размером 7 на 10 км на западном берегу залива. Другой плацдарм размером 3 на 5 км был захвачен на восточном берегу залива. С нашей стороны плацдармы блокировали один стрелковый полк, один кавполк и два полка боевой поддержки. Верховье залива осталось в наших руках. Один полк воздушных десантников численностью до полутора тысяч человек был окружен нашим кавполком на аэродроме Когула и еще один полк в селении Асте. Немецкие бомбардировщики и штурмовики наносили удары по нашим войскам, атакующим десантников.
Командующий флотом Балтийского моря вице-адмирал фон Фридебург решил вывести из боя получивший тяжелые повреждения броненосец «Шлезвиг-Гольштейн». Все 10 транспортных судов десантного конвоя были сожжены и сидели на мелях в заливе Тагалахт. На плаву в заливе у немцев осталось 6 десантных паромов и 7 катеров, осуществлявших связь между плацдармами на обоих берегах залива.
Нарком флота Н. Г. Кузнецов добился у Верховного Главнокомандующего разрешения использовать авиацию дальнего действия для борьбы с немецкими конвоями и кораблями. Командующий Балтфлотом Трибуц получил согласие командования Прибалтийским фронтом привлечь для борьбы с десантами фронтовую авиацию. Оба имевшихся на фронте полка пикирующих бомбардировщиков было решено использовать против тяжелых кораблей противника.
Командующий 27-й армией генерал Берзарин убедил комфронта Ф. И. Кузнецова перебросить на остров Сааремаа еще одну дивизию, входившую в 27-ю армию 184-ю стрелковую. По предвоенному плану, дивизия осуществляла противодесантную оборону побережья на участке от Пярну до Таллина. После полного укомплектования личным составом дивизий тылового рубежа актуальность этой задачи отпала. Организовать срочную переброску дивизии на остров Сааремаа поручили командующему морскими силами БОБР адмиралу Кабанову. С привлечением по мобилизации рыбацких сейнеров, портовых буксиров, малых судов и крупных катеров к утру следующего дня на остров удалось перебросить пять стрелковых батальонов.
В 15:00 в штаб флота поступило донесение с «Щ-14» о выходе из Ботнического залива нового конвоя из 18 транспортов в сопровождении тральщиков и катеров. Позднее выяснилось, что немцы перебрасывали 167-ю пехотную дивизию. Несколько позже с подлодки, стоящей в завесе у Готланда, зафиксировано прохождение конвоя из 12 десантных паромов и трех тральщиков. Крейсеры «Кельн» и «Нюрнберг» с двумя миноносцами форсированным ходом пошли от залива Тагалахт навстречу конвою транспортов. Экстраполяция курсов и скоростей конвоев позволила штабу флота сделать вывод, что и на этот раз целью десантной операции будет остров Сааремаа.
С 19 часов по конвою транспортов начала наносить удары дальняя авиация. Всего к ударам было привлечено 9 полков дальней авиации, дислоцированных в полосе Прибалтийского и Западного фронтов. Это была первая за все время войны операция дальней авиации, проведенная в дневное время. Полки подходили к Таллину, где к ним присоединялись звенья флотских бомбардировщиков, выводившие полки на цель. Бомбометание проводили с высоты 6500 метров полковыми залпами из строя «колонна девяток». На такой высоте противодействие оказывали только зенитные пушки крейсеров всего 12 стволов калибра 88 мм, что не обеспечивало достаточной плотности зенитного огня. При таком способе бомбометания бомбовый ковер накрывал полосу шириной 1200 метров и длиной 2800 метров. Загрузка бомбардировщиков стокилограммовыми фугасными бомбами обеспечивала среднюю плотность поражения в одну бомбу на гектар площади. Большая ширина зоны поражения делала бессмысленными маневры уклонения, которые пытались совершать транспорты и корабли. Попадания одной стокилограммовой бомбы, как правило, хватало для потопления или, по крайней мере, обездвиживания транспорта водоизмещением 23 тысячи тонн.