Шведский флот под командованием герцога Карла Сёдерманландского вышел в море 9 июня, за день до официального объявления войны, совершив переход от Карлскроны до Ганге (Южная Финляндия), а затем далее до Свеаборга. Там некоторое время шведы оставались в бездействии. Тем временем русский Балтийский флот под командованием адмирала С. К. Грейга вышел из Кронштадта 4 (15) июля. Флот состоял из 17 линейных кораблей, в том числе 108-пушечного трехдечного флагманского корабля «Ростислав», 8 двухдечных по 74 орудия, 8 двухдечных по 66 орудий, а также 8 фрегатов и 8 других судов. Отдельными частями флота командовали контр-адмиралы Спиридов, Ван-Дессен и Козлянинов; в числе командиров судов было около 10 иностранцев.

Утром 17 июля шведский флот получил донесение о появлении русских. Вследствие слабого ветра противники медленно приближались друг к другу и около 15 часов в 30 милях западнее острова Гогланд началось сражение. Против 17 русских линейных кораблей шведы ввели в бой 15 линейных кораблей и 5 больших 40-пушечных фрегатов, также поставленных в боевую линию. Двигаясь на юг параллельно друг другу, флоты вели ожесточенную артиллерийскую дуэль. Вследствие слабого ветра, который постепенно совсем стих, сражение происходило в густом пороховом дыму, что затрудняло определение положения судов и передачу сигналов (приказания приходилось доставлять на шлюпках). Русский арьергард заметно отстал, а 3 корабля вообще выпали из линии, в то же время остальные корабли решительно атаковали неприятеля. Флагманский корабль Грейга «Ростислав» атаковал шведский флагман «Густав III» и, нанеся ему значительные повреждения, заставил на время покинуть линию. Русский передовой корабль серьезно пострадал и уже через час после начала боя вынужден был покинул строй.

В 20 часов передние корабли находились так близко от южных отмелей, что было отдано приказание повернуть на север, что при слабом ветре заняло очень много времени. Русский флот последовал этому маневру, причём кораблям должны были помогать шлюпки. Во время этого манёвра русский линейный корабль «Владислав» оказался так близко от шведов, что после 2000 выстрелов и потери 260 человек, должен был сдаться. То же самое случилось и со шведским вице-адмиральским кораблем «Принц Густав», который под огнем «Ростислава», потеряв 150 человек из 560, спустил флаг. Около 22 часов стрельба прекратилась, и флоты в темноте разошлись.

Каждый из противников потерял по одному кораблю. Потери среди личного состава составили 1150 человек (по другим данным — 150 убитых и 340 раненых) у шведов и 1800 человек (по другим данным — 319 убитых, 686 раненых) у русских. Обе стороны объявили себя победителями, хотя, по сути, бой закончился вничью. При этом стратегический успех остался на стороне русских, которые завладели инициативой в войне. Шведский флот был вынужден отступить в Свеаборг, что означало крушение шведского плана войны — нанесение быстрого удара по неподготовленным к войне русским морским и сухопутным силам с захватом Петербурга.

Русский флот:

   108-пушечный : «Ростислав»

   74-пушечные : «Владислав», «Всеслав», «Иоанн Богослов», «Кир и Иоанн», «Мстислав», «Св. Петр», «Св. Елена», «Ярослав»

   66-пушечные : «Болеслав», «Виктор», «Вышеслав», «Дерись», «Изяслав», «Мечеслав», «Память Евстафия», «Родислав»

Шведский флот:

   70-пушечные : «Ее Величество Шарлотта» , «Эмгейтен», «Густав III», «София Магдалена»

   62-пушечные : «Ара», «Омхет», «Принц Карл», «Принц Фридерик Адольф», «Принц Густав Адольф». «Ретвизан», «Дигд», «Фадернесланд», «Форсигтигхет»

   60-пушечные : «Васа» и «Принц Густав»

   Фрегаты 40-пушечные : «Грип», «Камилла», «Фройя», «Минерва» и «Тетис».