С ленинградского аэродромного узла первые два ДБ-3 (из 57-го БАП) вылетели на разведку в 7:30 и к полудню благополучно возвратились обратно, определив основные направления движения немецких войск и сбросив бомбы на подвернувшуюся немецкую колонну. Противника в воздухе они не встретили. Еще до получения результатов разведки, в 10:30 начали подниматься в воздух ударные группы советских бомбардировщиков. Над целью первые самолеты появились приблизительно в 13: 00, и сразу в небе разгорелось ожесточенное сражение. Задачу немецким истребителям существенно облегчило то, что советские бомбардировщики действовали отдельными группами, подходили к цели в разное время и зачастую с одного и того же направления. Бомбить планировалось в сомкнутом порядке с высоты 400–800 м. «В это время советская авиация прилагала все усилия, чтобы разрушить воздушными налетами попавшие в наши руки мосты, — вспоминал генерал Манштейн. — С удивительным упорством, на небольшой высоте одна эскадрилья летела за другой с единственным результатом — их сбивали. Только за один день наши истребители и зенитная артиллерия сбили 64 советских самолета».

Первой под атаку истребителей люфтваффе попала шестерка СБ под командованием капитана Иванова из 5-й эскадрильи 73-го БАП. В скоротечной схватке немцы сбили из ее состава 4 самолета. Две остальные группы 73-го БАП (5 СБ ст. лейтенанта Косова и 8 Ар-2 под командованием капитана Сыромятникова) сумели в это время проскочить среди облаков незамеченными на большей высоте и без помех сбросили бомбы. Зато девятка ДБ-3 и ДБ-ЗФ из 57-го БАП, ведомая капитаном Хроленко, притянула к себе значительные силы врага. С разных сторон на нее набросились сразу две эскадрильи «мессершмиттов». Однако до цели было недалеко, и группа продолжала держаться боевого курса, ощетинившись огнем из всех пулеметов. Когда бомбы посыпались вниз на немецкие войска, в строю бомбардировщиков осталось только пять изрешеченных машин с ранеными и убитыми членами экипажей на борту. Нырнув в облака, они сумели уйти от преследования. Еще одна группа из 57-го БАП (состоявшая из шести самолетов под командованием капитана Чемоданова) заблудилась, попав в полосу дождя, и вернулась назад, не обнаружив цели.

Второй этап советского воздушного налета начался приблизительно через час, когда к району цели подошли бомбардировщики ДБ-3 и ДБ-ЗФ из 1-го минно-торпедного авиаполка КБФ. К этому времени задействованные в предыдущих боях немецкие истребители улетели пополнить топливо и боеприпасы, но в воздухе их сменили новые эскадрильи люфтваффе, пилоты которых жаждали поучаствовать в расправе над бомбардировщиками противника. Вновь небо заполнилось гулом моторов и треском пулеметных очередей.

Шестерка самолетов под командованием капитана Гречишникова сразу потеряла две машины (одна была сбита прямым попаданием зенитного снаряда) и ушла в облака. Группа рассыпалась в условиях плохой видимости, и далее летчики действовали самостоятельно, время от времени подвергаясь вражеским атакам. Тяжелые повреждения получили еще три бомбардировщика — два из них на обратном пути совершили вынужденную посадку «на живот».

Особого внимания заслуживает группа капитана Челнокова, включавшая в себя девять ДБ-ЗФ. Именно она оказала наибольшее сопротивление врагу и нанесла ему существенные потери. Первые внезапные атаки «мессершмиттов» стрелки отбили дружным пулеметным огнем, заявив впоследствии о семи воздушных победах. При этом группа полностью сохранила свой строй, распавшийся только над целью в результате сильного зенитного огня. В этот момент немцам удалось уничтожить четыре советских самолета. Ведущий группы Н.В. Челноков впоследствии вспоминал: «С одного захода они выбили из строя четыре наших самолета. Машина Абраменко взорвалась в воздухе. По всей видимости, пуля или снаряд от пушки попал во взрыватель бомбы. Копылов, наверное, был убит сразу, так как его самолет задрался носом вверх, затем свалился на крыло и упал на землю. Самолет Новицкого фашисты подожгли, но летчик сумел перетянуть через Западную Двину и сел на своей территории…». Четвертый потерянный ДБ-ЗФ пилотировал молодой летчик мл. лейтенант П.С. Игашев. В истории он остался единственным пилотом бомбардировщика, совершившим двойной таран воздушной и наземной цели. Его самолет атаковали одновременно три Bf 109 и, хотя экипаж отчаянно отстреливался, сумели зажечь бомбардировщик. Однако, не выходя из строя, горящий ДБ-ЗФ продолжал вести бой. А когда один из «мессершмиттов» попытался добить его и, не рассчитав, случайно выскочил вперед, летчик неожиданно пошел на таран. Очевидец этого боя А.Я. Ефремов вспоминал: «На подходе к цели бомбардировщик Игашева был атакован звеном истребителей Bf 109, и тем не менее его экипаж не дрогнул, смело вступил в неравный бой. В этом бою штурман Д.Г. Парфенов, стрелок-радист А.М. Хохлачев и воздушный стрелок В.Л. Новиков сбили два фашистских истребителя (по другим источникам — только один. — Примеч. авт.), но и самолет Игашева был подбит и загорелся. Третий фашистский стервятник решил добить самолет Игашева и был сбит таранным ударом Игашева. В эту критическую минуту летчик мл. лейтенант Игашев и его экипаж не стали искать спасения, не выбросились с парашютом. Я видел, как Игашев довернул свой горящий бомбардировщик в сторону леса, к месту скопления танков и бронетранспортеров, и бросил его вместе с бомбами на фашистов». Петр Игашев окончил военное училище лишь за полгода до начала войны и, будучи комсоргом эскадрильи, перед вылетом заверил всех на построении, что его экипаж поставленную задачу выполнит, даже если закончится боезапас…

Третья группа 1-го МТАП под командованием капитана Плоткина вступила в воздушный бой тогда, когда уже возвратились ранее улетевшие немецкие истребители, и, вероятно, поэтому понесла самые тяжелые потери. Во время первой же вражеской атаки ее боевой порядок нарушился, и все летчики сражались преимущественно поодиночке. В итоге из девяти бомбардировщиков Плоткина назад вернулись только три. Четвертая группа появилась на полчаса позднее и потеряла в воздушной схватке всего один самолет.

В третью волну вошли две группы бомбардировщиков из 57-го БАП (восемь СБ и шесть ДБ-3), а также семерка Ар-2 капитана Сыромятникова, которая за день выполняла уже второй вылет. Они атаковали немецкие войска ближе к вечеру и имели меньше встреч с вражескими истребителями. Ведущий группы ДБ-3 капитан Ефремов, учтя опыт своих товарищей, сделал круг и зашел на цель с тыла, потеряв в результате лишь один самолет. Группа Сыромятникова, увеличившая высоту бомбометания, вновь обошлась без потерь, и лишь группа СБ из 57-го БАП была основательно потрепана. Из ее восьми бомбардировщиков два пропали без вести, еще три совершили вынужденную посадку на своей территории из-за полученных повреждений, два заблудились и сели на другом аэродроме, и лишь один вернулся назад.

В итоге в течение дня авиация Балтийского флота потеряла 31 бомбардировщик, в том числе 1-й МТАП — 11 самолетов, 57-й БАП — 9 и 73-й БАП — 11. Из вернувшихся машин большинство имели повреждения и требовали ремонта. Таким образом, Манштейн вдвое завысил советские потери над Западной Двиной. Однако и пилотам люфтваффе победы над бомбардировщиками дались достаточно нелегко. Даже по западным данным II и III группы JG 54 30 июня лишились девяти «мессершмиттов».

Самолеты 53-го и 200-го полков ДБА также с раннего утра сделали несколько вылетов на бомбардировку мостов и переправ. К цели они подходили скрытно, на большой высоте, и поэтому понесли незначительные потери. В этих налетах эффективно использовались специальные ротативно-рассеивающие бомбы (РРАБы), которые подвешивались на двух внешних подвесках под крылом ДБ-3. Они представляли собой толстые каплеобразные бочки, заполненные мелкими бомбочками осколочного и фугасного действия. На боковых ободах этой бомбы оружейники перед вылетом делали надрезы, а в задней ее части монтировался стабилизатор в виде гребного винта. В момент падения бомба начинала вращаться, мелкие бомбочки под действием центробежной силы начинали давить на оболочку, в конце концов ее разрывали и разлетались, накрывая большую площадь.