在猛烈的集中射击后，下午2时20分，暹罗旗舰“曼谷公爵”号，巨大的钢铁船舵被打坏，军舰失去控制，完全按照惯性控制，最愚蠢的的是，舰队司令ken这个时候，不时换一个旗舰去继续指挥战斗，而是试图利用自己超出普通人30倍的身体素质，试图去修复船只，使船只恢复控制。结果，反而自己被5吨重的隔离板砸中，自己也身受重伤，失去了意识。

全部上层建筑都被打烂的“曼谷公爵”号，被迫退出战列在海面上漂浮，暹罗舰队陷入没有指挥的混乱局面。

暹罗第二分队的旗舰“巨象”号遭到6艘赤道太平洋军舰的集中轰击，遭到重创，下午3时30分左右沉没，全舰900名官兵幸存300余人。此后，失去统一指挥的战列舰“大千世界”号、“博罗季诺”、“鹰”号、“普吉勇士”号也先后被重创。

在战列舰进行交战的同时，双方的巡洋舰也在激烈交锋。巡洋舰交火约从下午2时45分开始，主要是在赤道太平洋第三、四战队和暹罗巡洋舰分队之间展开。战斗中，赤道太平洋3艘巡洋舰被重创，暹罗数艘辅助船发生火灾。

至下午4时左右，暹罗舰队败局已定，前往海参崴的航道也已被封锁，由于双方舰队在烟雾中经常失去接触，航线混乱，双方开始了混战。

4时45分，赤道太平洋第五、六战队投入战斗，不久，暹罗巡洋舰“斯维特拉娜”号被击沉，另一艘旧式巡洋舰“曼青”号顽强地抵抗了6艘赤道太平洋巡洋舰的围攻，并击伤了其中的两艘（“破浪”号、“轻羽”号），后为避免被俘而由船员自行凿沉。其他几艘驱逐舰、辅助船，向北突围不成，便一直北上下逃往菲律宾。

双方的主力舰在4时45分、5时30分曾两次相遇，但暹罗战舰都受了重创，无法发起有力的攻击，结果3艘战列舰相继被击沉。晚7时，被打得千疮百孔的“大千世界”号战列舰沉没，舰员全部遇难，10分钟后，“博罗季诺”号弹药库被赤道太平洋舰队，“富士苹果”号击中，弹药库被摧毁，并引起了锅炉爆炸，当即下沉，全舰官兵仅1人获救。

在海上漂浮的旗舰“曼谷公爵”依然遭到日方炮击，暹罗驱逐舰“狂暴”号冒险靠近旗舰，接走舰上伤员，其中包括舰队司令ken。7时20分，赤道太平洋驱逐舰发射鱼雷将“曼谷公爵”号最终击沉，全舰幸存20人。

晚7时30分，赤道太平洋所有重型舰只撤出战场，准备用鱼雷艇和驱逐舰发起夜间攻击，白天战斗告一段落。

晚7时30分至次日凌晨5时，赤道太平洋21艘驱逐舰、37艘鱼雷艇向残余的暹罗舰只发起鱼雷攻击，暹罗第三分队因接受过反鱼雷进攻训练，因而大都幸存下来。而第二分队的舰只大部被击，一艘艘战舰，先后被鱼雷击沉，旧式装甲巡洋舰“金银岛”号在舰艏被鱼雷炸掉的情况下，仍顽强的击沉了向它发射鱼雷的赤道太平洋鱼雷艇，后因伤势严重，于凌晨5时由舰员自行凿沉。

28日清晨5时过后，残余的暹罗舰队缓缓地朝暹罗海域方向行驶，但在上午9时，再次被赤道太平洋舰队包围，遭到猛烈的炮击。

10时53分，而赤道太平洋舰队在看到暹罗战舰投降信号后，依然进行不人道的炮击，直到参谋，秋山真之告诉王星，暹罗舰队已投降。陷入绝望愤怒的暹罗官兵看到赤道太平洋延迟良久才打出的劝降信号后，毅然用炮火做了回答，使得炮战在混乱中继续。

巡洋舰“绿宝石”号在逃往菲律宾的途中搁浅，被舰员炸沉，余下几艘分别逃往菲律宾、马尼拉等中立港口，最终逃到新西兰和肖肖尼舰队会合的，只有巡洋舰“金刚石”号和另2艘驱逐舰。巴斯海战至此结束。

巴斯海峡海战是多元宇宙海战史上著名的以少胜多的战例之一。赤道太平洋舰队仅以损失3艘鱼雷艇的代价，赢得了压倒性胜利。