מפקדת חיל הים ציפתה שקרסן בעלת מערכת בקרת אש משוכללת המבוססת מכ"ם תמשיך בקרב ותפגע במשחתת המצרית, אך מפקדה סא"ל בוי הודיע באמצעות קצין הקישור, שאוניתו סובלת מתקלה באחד המנועים, מהירותה המקסימלית מוגבלת ל-15 קשר, ואינה יכולה לרדוף אחרי המשחתת המצרית הנסוגה. מאוחר יותר התברר כי אכן הייתה תקלה ובגללה אף חזרה לעגינה במפרץ חיפה כשאחיותיה עזבו. הצרפתים לא היו בטוחים בזהות האניה ובגמר הקרב, שיגר אדמירל בארז'ו ממטהו בקפריסין מברק לצרפת: מברק זה היווה בסיס למסקנה המצרית כי המשחתת שלהם נשבתה על ידי הצרפתים.
מפקדת חיל הים הזמינה מטוס סיור כדי לגלות את המתרחש ולאתר את הכוח המצרי באזור. במקביל הועברה הפקודה למפקד שייטת 1, אל"ם שמואל ינאי ("סמק") להשמיד את אבראהים אל אוול. שייטת 1, שכללה את המשחתות אח"י יפו (ק-42) בפיקודו של סא"ל יוחאי בן נון, אח"י אילת (ק-40) בפיקודו של סא"ל מנחם כהן "צ'רצ'יל", והפריגטה אח"י מזנק (ק-32) בפיקודו של סא"ל דוד מימון הייתה אותו לילה במשימת סיור אלים בין חיפה לעזה וחשה צפונה. שייטת הטרפדות שכללה ארבע טרפדות של חיל הים נמצאו בנמל חיפה בפיקוד נפתלי רוזן קיבלו הוראת יירוט, אך פתיחת רשת ההגנה נגד הצוללים עיכבה אותן בנמל והן לא לקחו חלק בקרב.
תקיפה ופתיחה באש.
האוניות אח"י אילת ואח"י יפו היו משחתות מסדרת ייצור בריטית מטיפוס Z שנבנו בסוף מלחמת העולם השנייה, והיו עדיפות במהירות על המשחתת המצרית שהצליחה להפליג במהירות של 25 קשרים, בעוד שהמשחתות הישראליות הפליגו במהירות של 30 קשר. עם זאת המשחתות הגיעו לארץ בחודש יוני אותה שנה ומאז לא ביצעו אימוני ירי בתותחים הראשיים. הצוותים הושלמו באנשי מילואים שלא היו מאומנים באספקת תחמושת. מערכת בקרת האש שהותקנה בהן הייתה מדגם ישן ובלילה הייתה לא יעילה.
הפריגטה אח"י מזנק (ק-32) לא הצליחה לעמוד במהירות הגבוהה של המשחתות. מערכת הקיטור עבדה בדרך כלל על מהירויות נמוכות יותר. צינור קיטור התפוצץ מהלחץ, מכונאי אביגדור רביד שעבר לידו נכווה קשה ואח"י מזנק יצאה מהמערכה.
שתי המשחתות הישראליות סגרו טווח, ובשעה 05:07 הן גילו את "אבראהים אל-אוול" על מסך המכ"ם. שמונה דקות אחר כך התגלו על מסך המכ"ם, ארבע מטרות, במרחק של 20 מיל ממערב לאזור הקרב. מפקד השייטת חשש שמדובר במארב מתוכנן, שינה כיוון ופנה באיתות לאוניות, שהתברר שהן אוניות של הצי האמריקני, והועברה להן הודעה להתרחק.
המשחתות הישראליות התקרבו לספינה המצרית, אך המפקד לא היה בטוח בזיהויה, ולכן אותתו לספינה "What ship" באיתות אור, ונענו בשאלה חוזרת או בתשובות מתחמקות. מטרתו של טמזין הייתה לנסות ולדחות את ההכרעה עד אשר תהא שהות לכוחות אוויר או ים מצריים או סורים להתערב. בשעה 05:32 החליט שמואל ינאי לפתוח באש. בתגובה השיבה אבראהים אל-אוול בירי תותחים מכוון היטב. מקבץ הנפילות היה מרוכז וקרובות לירכתיים של אח"י יפו. הכיוון נראה מדויק אך הטווח היה קצר, והמשחתות הישראליות לא נפגעו. אש המשחתות לא הייתה מדויקת בכיוונה וחלפה לפני חרטום המטרה. לאור זאת שקל ינאי שלא לקצר טווח והורה להמשיך בירי תותחים מטווח גדול.
במפקדת חיל הים נמצאו באותה עת מפקד חיל הים שמואל טנקוס ורמ"ח הים צבי קינן שעקבו אחר המתרחש. באופן מפתיע הגיע מידע מהאזנת קשר של אגף המודיעין שהאוניה המצרית היא המשחתת אבראהים אל-אוול ומפקדה מתאר בהתרגשות ובאופן ציורי את המתרחש למפקדה המצרית בגלוי באלחוט דיבור. באישור מפקד חיל הים הועבר המידע בהתחלה המיקום ונתוני התנועה בתרגום מיידי בשיחת מפקדים בין קינן לינאי שעודכן באופן שוטף על תנועותיו וכוונותיו של טמזין. כאשר נשמעה הודעה למפקד המצרי שחיל האוויר הסורי יוצא לעזרתו, הזמין צבי קינן מטוסי קרב דרך קצין הקישור מחיל האוויר.
בקרב נורו על ידי אח"י יפו (ק-42) 242 פגזים ומאח"י אילת – 194 פגזים של 4.5 אינץ'. אף על פי שהושגו פגיעות מעטות הן היו קריטיות למהלך הקרב ב"אבראהים אל אוול". מהירי הישראלי נפגע אחד הדוודים, נכנסו מי ים למכלי הדלק ומהירותה ירדה ל-15 קשר. ההגה נפגע ולא הייתה שליטה על תמרון האוניה. פגיעה במחסן צבע קדמי גרמה לשריפה. בפגיעה בתותח הקדמי נהרג חלק מהצוות ונבצר מהתותח להמשיך בירי. בפגיעה בסיפון המרכזי שותק תותח הנ"מ. כמו כן נפגעו בה החרטום וחדר אוכל הקצינים.
הטרפדות.
ארבעה טרפדות שייטת 5 נמצאו בכוננות מיידית קשורות למצופים במקומם הקבוע בנמל המזרחי. כאשר החלה ההפגזה נפלו הפגזים בין הספינות. המפקדים ניתקו חבלים ויצאו, אך רשת האבטחה מפני צוללים שחסמה את הפתח עיכבה אותם. הם לא הצליחו להבין את התמונה ויצאו לכיוון הקרב, אולם עד שהגיעו הקרב כבר נגמר. הטרפדת ט-208 פגשה את הפריגטה אח"י מזנק (ק-32) בדרכה לנמל והזיהוי ברגע האחרון מנע קרב. הטרפדת קיבלה את הפצוע מהפריגטה והעבירה אותו לבית החולים בחיפה.
תקיפות המטוסים.
מטוס דקוטה שהוזמן על ידי מפקדת חיל הים זיהה בשעה 05:46 את המשחתת המצרית. באותה עת לא היה עדיין נוהל לתיאום בין מטוסי תקיפה לאניות חיל הים. זוג מטוסי אוראגן שהוזמנו על ידי מפקדת חיל הים כנגד חיל האוויר הסורי הגיעו לשטח אך חיל האוויר הסורי לא היה. בד בבד עם המטוסים הישראלים הגיעו למרחב הקרב שני מטוסי "מיסטר" צרפתיים שהיו בשדה תעופה של חיל האוויר בארץ. שביצעו יעפים בגובה רב אך מטוסים סוריים לא היו.
למפקד השייטת נודע על הגעת מטוסי התקיפה משאלת מטוס הדקוטה אם הוא רוצה את עזרתם והשיב בשלילה. הטייסים יעקב אגסי ודוד קישון כבר עברו יום קרב כשהפציצו את המצרים בקרב המיתלה בערב הקודם. בשעה 06:37 הם הגיעו לאזור הקרב. המטוסים, הוכוונו בסיוע של מטוס הדקוטה, זיהו את "אבראהים אל-אוול" ותקפו אותה, כאשר המשחתות הישראליות סמנו את עצמן ברקטות אדומות.
הטייס המוביל, אגסי, תקף בתותחים ובכל 16 הרקטות, ומיד אחריו קישון, שלא השתמש בתותחים כדי שלא לסכן את המוביל, וירה את כל 16 הרקטות. הטייסים דיווחו על פגיעות ופיצוצים וחזרו לבסיסם. חיל האוויר שלח זוג מטוסים נוסף שהטיסו אותו עזר ויצמן ומוטי הוד, אך עד שהגיעו המשחתת כבר נכנעה.
לאור צורת התקיפה של המטוסים לא נפגעה המעטפת החיצונית. הרקטות לא חדרו את הסיפונים לפיכך, לא נגרמו נזקים שהיו עשויים להביא לטביעת האונייה, אך מהפגיעות חוסלה מערכת החשמל ומעליות אספקת התחמושת הפסיקו לתפקד. שבירת מורל הצוות המצרי הייתה מוחלטת.
כניעה.
"אבראהים אל אוול" איבדה מהירות, והחלה לנטות על צדה. בשעה 07:00 נעצרה לגמרי. סירת הצלה אחת הורדה ממנה למים, ומכיוון שסירת ההצלה השנייה הייתה תקועה, זינקו חלק מהמלחים המצרים למים כשהם לבושים בחגורות הצלה.
בשעה 07:25 דיווח רושדי טמזין למפקדתו כי האונייה אינה יכולה להילחם, ובכוונתו להורות לצוות לנטוש את האונייה. התשובה התקבלה ב-07:37
הטבעת האוניה הייתה עלולה לגרום אבדות רבות בצוות האונייה. טמזין העלה דגל לבן להודיע על כניעה, ובמקביל הורה על פתיחת שסתומי התחתית לחדירת מים. השסתומים בירכתיים נפתחו ומים החלו להיכנס ואילו השסתומים בחרטום נתקעו. גם מידע זה הועבר בקשר ונמסר למפקד השייטת שהחליט להעלות לאוניה צוות השתלטות מהר ככל האפשר.
בשעה 07:30 החלה אח"י "יפו" באיסוף הניצולים מהים ומהרפסודות שהתפזרו על שטח נרחב. תוך פחות משעה נאספו יותר מ-50 איש, ביניהם פצועים. לשבויים הוגש מזון ומשקה ולפצועים טיפול.
צוות השתלטות מאח"י אילת בפיקודו של רס"ן אברהם בוצר, ירד בסירת המנוע ועלה על סיפון האוניה המצרית. הצוות כלל כתריסר אנשים ובו מכונאי, חובש ואלחוטאי וכן מספר לוחמים. שביצעו פעולות רבות במהירות: סגירת שסתומי ההצפה בחרטום ובירכתיים, ריכוז הצוות המצרי לסיפון החרטום והירכתיים. תיקון ההגה התקוע על ידי סמ"ר (מיל') בן עמי זמיר, הכנת החרטום להגררות, הוקם קשר אלחוט עם אח"י "אילת" ומחסני התחמושת הוצפו במים כדי למנוע נזק אפשרי מהדליקה בחרטום.
החובל יוחנן יוסף (לימים אל"ם) מפקד תותח מס' 1 באח"י אילת היה בצוות ההשתלטות. תפקידו היה לקיים השגחה צמודה על המפקד טמזין והוא נשאר איתו בגשר האניה. יוחנן דובר ערבית אך שיחתם התקיימה באנגלית לאחר שהסתבר שטמזין שלט בה היטב. יוחנן מספר כי לא היה כעס על המצרים היות שאף ישראלי לא נפגע מכל הירי. למצרים היו שני הרוגים ושמונה פצועים. הטיפול היה מסור והיחס כלל חמלה וכמעט הזדהות. בשום אופן לא הייתה דרישה לפשוט מדים והצוות המצרי נשאר כל אחד במה שלבש. באוניות לא מקובל לשאת נשק אישי לכן גם לא נערכו חיפושים גופניים על המצרים. לפחות עד למסירת הצוות המצרי לידי המשטרה הצבאית בנמל.
מנועי המשחתת החזקים אינם מיועדים לגרירה אך סא"ל מנחם כהן מפקד אח"י אילת תמרן במיומנות. האילת נקשרה למשחתת המצרית החבולה והחלה לגרור אותה לכיוון נמל חיפה לאחר כמעט 4 שעות, ב-13:45 הגיעה גוררת הנמל לקבל אותה. ההגה שהיה תקוע בזווית גדולה לימין הקשה על הגרירה עד שצוות ההשתלטות הצליח להחזירו למרכז. צוות ההשתלטות הגיש עזרה ראשונה לפצועים. היחס לצוות המצרי היה אנושי תוך שמירה על כבודם. גילויי אלימות היו חריגים וגררו תגובה משמעתית מיידית.
צוות השתלטות נשאר על "אבראהים" עד לאחר כניסתה לנמל. אנשי המשטרה הצבאית עלו לאוניה וקיבלו את 150 אנשי הצוות המצרי. כעבור מספר חודשים הוחזרו למצרים, במסגרת הסכמי חילופי השבויים.
לאחר הקרב.