Або. Апраксин, прибыв в бухту Тверминне и убедившись в невозможности беспрепятственного прохода гребных судов мимо шведской эскадры, обладавшей большим превосходством в артиллерийском вооружении, доложил об этом Петру I в Ревель. Получив это донесение, Петр I прибыл в Тверминне и приказал усилить наблюдение за противником, для чего в район Гангутского плеса был послан дозорный отряд в составе 15 скампавей, а на берегу развернуты посты, в: которых входило наблюдение за передвижением шведского флота. Одновременно в наиболее узкой части перешейка (2,5 км) по признанию Петра I началось строительство «переволоки», по которой намечалось перетащить часть легких скампавей, которые, зайдя противнику, должны были вызвать замешательство шведов и тем облегчить прорыв главных сил гребного флота мимо Гангута.
Узнав о строительстве «переволоки», адмирал Ватранг направил к месту предполагаемого спуска русских судов в Рилаксфьорде контр-адмирала Эреншельда в составе фрегата и 9 гребных су задачей уничтожить русские скампавей по мере спуска их на море. Другой отряд, насчитывавший 8 линейных кораблей и 2 бомбардирских судна, под командованием вице-адмирала Лиллье был отправлен для атаки русского гребного флота в Тверминне. Воспользовавшись разделением шведского флота и серьезным ослаблением его позиций у мыса Гангут, а также наступившем штилем, 26 июля русский флот начал прорыв.
Русский авангард (20 скампавей) капитана-командора совершил стремительный прорыв. Шведская эскадра стояла близко к берегу. Воспользовавшись штилем, русский авангард обошел русские корабли вне дальности корабельной артиллерии. Стремясь помешать русским, шведы стали буксировать свои корабли шлюпки в сторону прорыва русских скампавей, но молодой российский флот в шхерах в коротком бою отбросил отряд шаутбенахта Таубе и блокировал силы Эреншельда в Рилаксфьорде. Следом подошел сторожевой отряд (15 скампавей) под командованием бригадира Лефорта. Получив донесение о появлении у строящейся переволоки шведских кораблей, Петр I приказал прекратить строительство. Отряд Змаевича должен был заблокировать и атаковать отряд Эреншельда.
Чтобы не допустить прорыва остальных русских кораблей в Рифьорд, адмирал Ватранг вечером 26 июля оттянул свои корабли от берега и расположил их на месте прорыва русского авангарда. Воспользовавшись этим, главные силы русского гребного флота — 64 кора под командованием Апраксина — утром 27 июля, следуя прибрежным фарватером, прорвались у мыса Гангут и присоединились к своим кораблям в Рилаксфьорде. Попытки шведов не допустить прорыва русских, вплоть до буксировки своих линейных кораблей шлюпками, не увенчались успехом.
Заключительным этапом Гангутского сражения явился бой русских гребных судов с отрядом Эреншельда в Рилаксфьорде 27 июля 1714 года, закончившийся победой русских. Отряд Эреншельда состоял из 18 пушечного фрегата, 6 галер и 3 шхерботов, имевших на вооружении в общей сложности 116 орудий. Однако для отражения атаки русских противник мог одновременно использовать только около 60 пушек. Для ведения боя шведы выбрали удобную позицию. Они расположили свои корабли в наиболее узкой части фьорда. Более сильные корабли — фрегат и галеры — были построены в строй полукружия, а шхерботы поставлены во вторую линию. Фланги упирались в отмели, и русские корабли не могли их обойти.
Так как занимаемая шведским флотом позиция была не слишком стеснена и не позволяла русским использовать своего численного превосходства в кораблях, Петр I приказал выделить для атаки противника 23 скампавей, а остальные корабли оставил в качестве резерва. Отряд русских, выделенный для атаки, под командованием Петра I занял позицию в полумиле от шведов. Корабли были построены в строй фронта, причем в центре в одну, а на флангах, несколько выдвинутых вперед, в две линии. Сложность атаки для русских состояла в том, что шведы имели многократное превосходство в артиллерии (60 орудий против 23 русских) и высокобортные корабли, которые трудно было брать на абордаж.
Бой начался ровно в 14 часов фронтальной атакой русских кораблей. Однако как первая, так и вторая атаки, несмотря на отвагу и упорство русских воинов, были отбиты перекрестным огнем противника. Русские не смогли сблизиться со шведами вплотную до абордажной схватки. Убедившись в бесполезности фронтальных атак, Петр I атаковал противника с флангов. Шведы с большой стойкостью защищали свои корабли, но они оказались не в силах сдержать натиска русских моряков. Петр I отмечал, что «воистину нельзя описать мужество российских войск, как начальных, так и рядовых, понеже абордирование так жестко чинено, что от неприятельских пушек несколько солдат не ядрами и картечами, но духом пороховым от пушек разорваны». Не выдержав атаки русских, шведские галеры вынуждены были одна за другой спускать свои флаги и сдаваться в плен. Наиболее упорное сопротивление оказал фрегат «Элефант», но и он, в конце концов, был пленен.
В течение трехчасового напряженного боя русские захватили в плен все шведские корабли вместе с командующим контр-адмиралом Эрен-Шельдом. Потери шведов составили 361 человек убитыми, 350 ранеными, остальные были пленены. Русские потерь в кораблях не имели, а в личном составе потери составили 124 убитыми и 342 ранеными. Гангутское сражение явилось первой крупной победой русского флота на море. Важность этой победы определялась тем, что она облегчила прорыв крупного соединения русского гребного флота. Занятие Аландских островов вынудило шведский флот окончательно очистить Финский залив; позволило русскому парусному флоту принять активные действия по нарушению коммуникаций противника в Балтийском море и, наконец, заставила иностранные государства заговорить о России как о сильной морской державе, одержавшей победу над хорошо подготовленным шведским флотом.
Победа русского флота в Гангутском сражении была обусловлено правильным выбором направления главного удара, умелым использованием шхерного фарватера для проводки гребного флота в Ботнический залив, хорошо организованной разведкой и взаимодействием парусного и гребного флотов в период развертывания сил, искусным использованием метеорологических условий театра боевых действий для синхронизации прорыва гребного флота при штилевой погоде, применение военной хитрости (демонстративное перетаскивание гребных судов через перешеек в тыл противнику), разнообразием способов нанесения ударов в бою (удар с фронта, обхват флангов), решительностью действий и высокими морально-боевыми качествами русских солдат, матросов и офицеров.
В результате Гангутской победы русский флот установил полное господство в Финском заливе.
Захваченные шведские корабли были доставлены в Петербург, 9 сентября 1714 года состоялась торжественная встреча победителей. Петр I высоко оценил победу у Гангута, приравняв ее к Полтаве. Была учреждена специальная медаль и построен храм Св. Пантелеймона в Санкт-Петербурге. Петр I получил чин вице-адмирала. 130 офицеров были награждены золотыми медалями, 3284 нижних чинов серебряными. На лицевой стороне медалей было портретное изображение Петра I и его титул. Надписи на медалях гласили: «Прилежание и верность превосходят сильно», «Первые плоды Российского флота. Морская победа при Аланде июля 27 дня 1714». На месте погребения погибших воинов в 1871 году был установлен памятник.
