Оба флота оказались почти неподвижными вблизи острова Биорке. Этим удобным моментом воспользовался Густав III и выслал в поддержку своему заштилевшему флоту отряд гребных судов, которые подошли к месту боя около 11 часов. Они пытались атаковать, но встретили отпор фрегатов Денисона. Свою роль сыграл постепенно усиливавшийся юго?западный ветер, который затруднил действия гребных судов. Однако тот же ветер оживил парусники и позволил продолжить сражение после полудня.
Противники сближались с арьергардами впереди. В начале 14 часов завязался второй этап сражения. Круз неоднократно поднимал сигналы, упорядочивая строй. Он требовал от капитанов занять свои места, прибавить парусов, сомкнуть линию. Но шведы вскоре уклонились от боя. К 15 часам дистанция настолько возросла, что ядра оказались недейственными, и главнокомандующий приказал прекратить огонь; в 15 часов 30 минут он поднял сигнал прибавить парусов и сомкнуть линию. Вице?адмирал, похоже, стремился увлечь шведов в глубину залива, изобилующего мелями. Шведская эскадра на это не решилась; авангард встал на якорь, а кордебаталия, повернув на левый галс, удалялась по ветру. Но перестрелка русского авангарда с ближайшими шведскими кораблями, оказавшимися с подветренной стороны своего флота, продолжалась. Русская эскадра, двигавшаяся контркурсом, вела бой, пока шведский флот не прошел мимо и огонь прекратился, а в 20?м часу по сигналу Круза легла в дрейф.
Флагманский корабль А.И. Круза был в самой гуще боя. Вице?адмирал в одном камзоле с орденской лентой непрерывно курил трубку; на плече его осталась кровь убитого на юте матроса. Когда стало известно о тяжелом ранении Сухотина, Круз на шлюпке под выстрелами направился проститься с ним, а затем обходил на виду у неприятеля корабли своего флота. Он сначала предполагал атаковать 24 мая. Однако сведения о серьезных повреждениях заставили отказаться от этой мысли. В донесении императрице, отправленном 24 мая, вице?адмирал обещал держаться в виду неприятельского флота, пока не подойдет эскадра Чичагова.
В полночь установился тихий ветер. Но Круз из?за повреждения кораблей не мог воспользоваться наветренным положением и атаковать неприятеля. Также и шведы не могли напасть на русский флот, находившийся в 4–6 милях; оба флота много маневрировали на узких фарватерах.
Около 2?х часов шведские корабли поставили все паруса и стали удаляться, что вице?адмирал приписал появлению Чичагова. В 3?м часу неприятельский флот был виден вдали, и главнокомандующий дал сигнал построиться в линию баталии по способности. Одновременно продолжался ремонт. К 8 часам на корабле «Чесма» заменили крюйс и крюйс?брам?стеньги; поврежденный корабль «Иоанн Богослов» и катер «Гагара» ушли в Кронштадт. Боевая линия уменьшилась до 16 кораблей против 22 неприятельских. Однако Круз готовился к бою, ибо с появлением Чичагова вступал в действие план совместных действий двух адмиралов. По сигналу вице?адмирала к 10 часам эскадра строила линию баталии. В 11?м часу главнокомандующий созвал всех капитанов. Русская боевая линия построилась к полудню курсом на юг. Ветер стал попутным шведам, и они с 13?го до 15?го часа медленно спускались на русскую линию и маневрировали. После перемены ветра на юго?западный авангард и легкая эскадра шведов оказались под ветром, и потребовалось время, чтобы восстановить линию.
Круз в начале 15?го часа сделал сигнал «Приготовиться к бою», в 16?м часу — «Передним кораблям убавить, а задним прибавить парусов». Он стремился сомкнуть колонну. В начале 17?го часа шведский флот спустился на русскую линию, и Круз отдал приказ начать бой. До 18 часов огонь распространился по всей линии, а 3 передовых корабля шведов получили приказ обойти и поставить в два огня русские корабли, стоявшие по краям, но те спустились под ветер и повернули, угрожая отрезать шведский авангард. Противники сражались до вечера, пока шведам не стало известно о приближении ревельской эскадры Чичагова. Оказавшийся между двух огней герцог Карл 25 мая приблизился к Выборгской бухте и по приказу короля вступил в нее для прикрытия шхерного флота. Соединившиеся русские эскадры заблокировали неприятеля и через месяц разгромили в Выборгском сражении.
За Красногорское сражение императрица наградила А.И. Круза орденом Святого Александра Невского, за Выборгское — чином адмирала и орденом Святого Георгия 2?й степени, а 8 сентября — шпагой с надписью «За храбрость», украшенной алмазами.