Тем временем ситуация для шведов ухудшалась. Вода была на исходе. Все подходящие источники воды на суше были заняты русскими стрелками и казаками. Провиант также кончался, экипажи перевели на треть порции. Ветер всё время дул с юго-востока, к русским подходили крупные подкрепления. Дух шведов упал, даже обсуждалась идея сдачи. Король Густав был против, предлагал идти на прорыв и пасть в бою. Он даже выдвинул идею прорыва обоих флотов через Бьёркезунд, на запад. Но его отговорили. Слишком опасный это был план. Место было узким, корабли не могли развернуться. Русские могли атаковать с берегов. Проход может быть перекрыт утопленными кораблями. Русский шхерный флот оказывался в более выгодном положении. В итоге было решено при благоприятном ветре произвести одновременный удар корабельным и гребным флотом на ту часть русского линейного флота, которая окажется на пути.

Силы русского флота

8 июня 1790 года у Выборга был сосредоточен русский корабельный флот: 27 линейных кораблей, 5 фрегатов, 8 гребных фрегатов, 2 бомбардирских корабля и 10 мелких судов. Русский гребной флот в это время разбросан по нескольким местам. Главные его силы под началом Козлянинова (52 судна) находились в Выборге, отрезанные от корабельного флота. Командующий гребным флотом принц Нассау-Зиген с большим трудом набрал команды для судов и только 13 июня вышел из Кронштадта с 89 судами. С ним пришло три линейных корабля, которые исправляли на базе повреждения после Красногорского сражения: 74-пушечный флагман «Иоанн Богослов», 74-пушечный «Сысой Великий», 66-пушечная «Америка» под началом контр-адмирала Евстафия Одинцова. Они расположились у входа в пролив Бьёркезунд. Здесь же расположилась флотилия Нассау-Зигена, тем самым обеспечивая сообщения основных сил флота с Кронштадтом.

Таким образом, русские корабли блокировали выходы из Выборгского залива Бьёркезунда. Между островом Ронд и Берёзовыми островами расположился отряд кораблей под началом капитана Прохора Лежнева: 74-пушечный флагман «Болеслав», 66-пушечные «Победослав», «Ианнуарий» и 64-пушечный «Принц Карл», 1 фрегат и 1 бомбардирский корабль. Главные силы русского флота: 18 линейных кораблей в первой линии (100-пушечные «Ростислав», «Саратов», «Чесма», «Двенадцать Апостолов», «Три Иерарха», «Владимир», «Святой Николай», 74-пушечные «Иезекиль», «Царь Константин», «Максим Исповедник», «Кир Иоанн», «Мстислав», «Святая Елена», «Болеслав», 66-пушечные «Победоносец», «Прохор», «Изяслав», «Святослав»); 7 фрегатов и 3 малых судна во второй линии под командованием Чичагова стояли от банки Репье до острова Ронд.

На левом фланге заняли позиции отряд из пяти линейных кораблей под руководством контр-адмирала Иллариона Повалишина (74-пушечные «Святой Пётр», «Всеслав», «Принц Густав», 66-пушечные «Не тронь меня» и «Пантелеймон») и 18-пушечного бомбардирского судна «Победитель». Корабли Повалишина заняли позицию у банки Репье. На левом фланге располагались ещё два отряда. Отряд из трёх фрегатов (46-пушечный флагман «Брячислав», 38-пушечные «Архангел Гавриил» и «Елена») под командованием контр-адмирала Петра Ханыкова встал между отмелью Кюйнеми и банкой Пассалода. Отряд из трёх фрегатов (44-пушечный флагман «Венус», 42-пушечный «Гремислав», 38-пушечная «Александра») и двух судов под командой капитана 2-го ранга Роберта Кроуна лавировала у острова Питкепасс.

Прорыв противника

Практически месяц прошёл в бездействии русского флота. Под давлением всеобщего недовольства Чичагов предложил начать общую атаку силами корабельного флота, флотилий Нассау и Козлянинова. Только 21 июня прибыла эскадра принца Нассау-Зигена, задержанная встречными ветрами. Храбрый флотоводец сразу атаковал вражеские канонерки в Бьёркезунде, у острова Равица. Ожесточенная схватка продолжалась до раннего утра. Шведы не выдержали натиска и отступили на север, очистив Бьёркезунд. Позиции шведского флота значительно ухудшились.

Однако вечером 21 июня ветер сменился на восточный. Этого шведские моряки ждали четыре недели. Рано утром 22 июня шведские корабли начали движение на север, чтобы выйти на фарватер у мыса Крюссерорт. Параллельно кораблям, но ближе к берегу, шли гребные суда. Начало движения было неудачным: на северном фланге корабль «Финляндия» плотно сел на мель.

С отдачей парусов вражеским флотом Чичагов отдал приказ приготовиться к бою. Адмирал, очевидно, ожидал, что враг атакует его главные силы и готовился принять бой на якоре. Однако шведы шли к русскому левому крылу. В 7 часов 30 минут передовой шведский отряд вышел к кораблям Повалишина. Головной шведский 74-пушечный корабль «Дризигхетен» («Отвага» под началом полковника фон Пуке), несмотря на сильный огонь, вошёл в интервал между кораблями Повалишина и почти в упор дал залп. За ним последовали другие шведские корабли. Гребные суда проходили у берега. Все они активно вели огонь по отрядам Повалишина и Ханыкова.

Русские главные силы в это время бездействовали, оставаясь на якоре. Командующий медлил. Он считал, что главные силы врага пойдут на прорыв южнее. Только в 9-м часу Чичагов приказал своему северному флангу сняться с якоря и оказать помощь повреждённым кораблям. Около 9 часов отряд Лежнева получил приказ идти на левый фланг. И только в 9 часов 30 минут снялся с якоря сам Чичагов с основными силами. В это время шведский авангард уже вышел на чистую воду. А корабли Повалишина и Ханыкова были расстреляны и не могли преследовать врага.

Однако и шведы не ушли без потерь. В клубах дыма, окутавшего северную часть залива, три шведских корабля, «Едвига-Элизавета-Шарлотта», «Эмхейтен» и «Луиза-Ульрика», два фрегата и шесть мелких судов, отстали от ядра флота, сбились с курса и в 10-м часу наскочили на банки Репье и Пассалода. Корабли погибли. Арьергардный корабль «Энигхетен» по неосторожности сцепился со своим брандером, который предназначался для русских. Огонь быстро охватил корабль. Началась паника, и корабль навалился на фрегат «Земфира». Огонь быстро перешёл на фрегат, и оба корабля взлетели на воздух.

К 11 часам весь шведский флот был в море. Чичагов сильно отстал. Параллельно русскому корабельному флоту, вдоль берега, шла сильно растянувшаяся шведская гребная флотилия. Шведские суда были всего на расстоянии двух пушечных выстрелов от русских кораблей. Однако русские капитаны, увлеченные погоней за кораблями врага, не обращали на шведские гребные суда внимания. Далеко позади, в режиме усиленного марша, шли эскадры Нассау и Козлянинова. Они были слишком далеко и не успели принять участие в бою. Вечером, уже за Готландом, их передовые суда атаковали и заставили спустить флаг концевой шведский корабль «София-Магдалина», который был сильно повреждён ещё в прежних боях и отстал от своих. 23 июня уже у самого Свеаборга, куда бежали шведы, фрегат «Венус» и корабль «Изяслав» отрезали и захватили корабль «Ретвизан».

Если бы Чичагов отделил от главных сил хоть несколько кораблей, он мог захватить большую часть шведского гребного флота и даже самого шведского короля, который был на галере. Её захватили, а Густав сбежал на гребном боте. Ослеплённые огнем и дымом, оглушенные пальбой и взрывами, шедшие медленно, опасаясь скал и мелей, шведские малые суда сдавались практически без сопротивления. Немногие русские фрегаты, которые попали в шведский строй, были отягощены пленными и не знали, что с ними делать. Было захвачено около 20 судов.

Стратегический провал

В результате русский флот одержал убедительную победу. Было уничтожено и захвачено 7 линейных кораблей и 3 фрегата, свыше 50 малых судов. Были захвачены 64-пушечный корабль «Омгетен», 60-пушечные «Финляндия», «София-Магдалена» и Ретвизан», фрегаты «Упланд» и «Ярославец» (бывший русский корабль), 5 больших галер; погибли 74-пушечный корабль «Ловиза-Ульрика», 64-пушечные «Едвига-Элизабета-Шарлотта», «Эмхейтен», фрегат «Земфира». Шведский флот потерял убитыми и пленными около 7 тыс. человек (включая свыше 4,5 тыс. пленных).

Русские потери – свыше 300 человек убитыми и ранеными. По другим данным, потери были значительно выше. Шесть кораблей Повалишина были буквально расстреляны, и с их палуб по шпигатам лилась кровь. Из около 700 человек экипажа каждого корабля осталось целыми не более 40—60 человек.

Выборгская победа стала стратегической неудачей русского флота. Из-за пассивности Чичагова, который почти месяц бездействовал, шведский флот избежал уничтожения и пленения основных сил. Затем Чичагов ошибся с местом главного удара врага, позволив шведам увести большую часть флота. При более удачном расположении кораблей, быстрых и решительных действиях уже в ходе сражения русские могли уничтожить и захватить больше кораблей, взять в плен гребной флот неприятеля. Если бы Чичагов двинул свои главные силы на перехват врага на 2—4 часа раньше, потери неприятеля были бы намного больше. Возможно, удалось уничтожить и пленить почти весь шведский флот. Кроме того, русское командование сделало ещё одну большую ошибку: имея большие силы, не сформировало в тылу резерв из самых быстрых кораблей, чтобы двинуть его в любое и самое опасное место. В результате Чичагов мог быстро укрепить левый фланг у Крюссерорта и сильно затруднить либо вообще ликвидировать возможность прорыва.

Такое поражение заставило бы Швецию капитулировать, а Петербург мог продиктовать выгодные условия мира.

Вскоре шведский флот нанесёт тяжелое поражение русскому гребному флоту Нассау (Второе Роченсальмское сражение). Это позволит Швеции заключить почётный Верельский мир. Россия выиграет в войне практически все основные сражения, но ничего не получит.