И вскоре море у острова Лангеланн в проливе Фемарн-Бельт можно было использовать как иллюстрацию ада для неверующих моряков. Поверхность воды пылала жирным коптящим пламенем от промахнувшихся зажигательных бомб и ракет; попавшие в ледяную воду моряки с горящих и тонущих судов всячески отгребали от этих огненных островков, дабы не сгореть заживо. С грохотом взрывались крупнокалиберные тяжёлые удлиненные гранаты 36-фунтовых русских орудий, сметая с гон-деков и шканцев английских артиллеристов. То и дело вспыхивали паруса, пораженные огненной «фосфорной шрапнелью»; хотя английские моряки добросовестно намочили их перед боем, за время долгой перестрелки они успели высохнуть. Кэптены линейных кораблей эскадры Паркера делали невозможное; на «Канопусе», флагмане Сомерайза, марсовые матросы топорами освободили свой такелаж и четырежды смогли потушить пожары, вызванные раскалёнными ядрами и термитными снарядами! Тем не менее, через час боя «Канопус» вынужден был спустить флаг. К этому моменту ¾ его команды были, как и вице-адмирал, мертвы или умирали. На судне не осталось ни одного полного орудийного расчёта; их смешанная с солёной водою кровь их стекала через клюзы в равнодушно-свинцовые волны Фемарн-Бельта.
Новые боеприпасы русских произвели в английском флоте настоящее опустошение. Уже через час после начала боя большая часть английских линейных кораблей пылала, подожжённая калёными ядрами, термитными снарядами, привязными бомбами и зажигательными ракетами. Английские моряки, в шоке от столь неожиданной и страшной перемены своей роли, видя безысходность положения, начали спускать на отдельных кораблях флаги…
Победа досталась союзникам нелегко — 450 человек убитыми и 1200 ранеными. Хотя они не потеряли не одного корабля, но большинство имело повреждения различной степени тяжести, некоторые — очень тяжелые. Но потери русско-датско-шведского флота ни в какое сравнение не шли с потерями англичан. 15 линейных кораблей и три фрегата сгорели, 8 сдались в плен, один взорвался и затонул. Лишь 5 кораблям и двум фрегатом удалось выйти из боя и найти спасение в балтийских портах Пруссии. Англичане потеряли в тот кровавый день 6170 человек убитыми и утонувшими и 3060 человек пленными.
Из восьми плененных кораблей четыре союзники затопили прямо на месте сражения или просто дали им утонуть, — столь велики были их повреждения. В Копенгаген, таким образом, привели четыре корабля, два из которых передали датчанам, два — шведам. Датчане оба трофея сочли за лучшее поставить в качестве блокшивов; шведы один разобрали на лом, и лишь один, 74-х пушечный «Индифетигейбл», после основательного ремонта взяли на вооружение.