В 17.30 „Слава“ опять вернулась на вестовый курс и спустя 15 минут с предельной дистанции открыла огонь по тральщику, а затем по крейсеру „Бремен“ (на линкоре он был в силу схожести силуэтов ошибочно опознан как „типа „Принц Адальберт“). В ответ на это по „Славе“ опять немедленно возобновили обстрел оба германских дредноута, падения которых ложились „весьма близко“ недолётами и перелётами. В 17.50 „Слава“ прекратила огонь по „Бремену“ и легла на ост. Вслед за этим через 7 минут смолкли орудия дредноутов. В 6 часов вечера „Слава“ последний раз за этот день легла на сближение с противником и спустя 30 минут произвела несколько выстрелов по „какому-то судну (по-видимому, тральщику)“, которое сразу отошло. К этому времени германские корабли начали общий отход на вест и зюйд, к 7 часам на горизонте было видно лишь 4–5 дымов, и линкор получил приказ возвращаться. В 7 часов вечера „Слава“, конвоируемая миноносцами VIII и IX дивизионов, легла на Аренсбург. Придя туда в 23 часа, линкор расположился на ночёвку за боном. За день 3 августа было сделано 16 залпов (расход боезапаса — 35 12“ и 20 6» снарядов).

Первый день повторной операции прорыва вновь закончился для немцев ничем — протралить заграждения в Ирбенах и войти в залив они не смогли. Камень преткновения определённо заключался в «Славе» — на протяжении дня 3 августа она не раз заставляла тральщики отходить, и только интенсивный огонь обоих дредноутов вынуждал её временами отходить к осту. Становилось ясно, что без вывода из игры русского линкора «топтание в Ирбенах» может продолжаться долго, вновь ставя успех операции под вопрос.

Провалом закончилась ночная экспедиция двух эсминцев, V-99 и V-100, отправленных вице-адмиралом Э. Шмидтом в ночь на 4 августа в залив для поиска и уничтожения «Славы». Линкор им обнаружить не удалось; после нескольких сумбурных перестрелок с русскими дозорными эсминцами (сначала в Ирбенах с «Охотником» и «Генералом Кондратенко», а затем у входа в Аренсбургскую бухту с дежурными «Украйной» и «Войсковым», причём было получено несколько попаданий) оба германских корабля были вынуждены лечь на обратный курс и уже на отходе были перехвачены «Новиком». В итоге короткого боя V-99 попал на минное поле, подорвался и, горящий, выбросился на мель.

Утром 4 августа в 5.03 «Слава» снялась с якоря и, конвоируемая эсминцами VIII дивизиона, полным ходом двинулась на позицию. Была сильная мгла и туман (особенно к весту), почему на первых порах на линкоре не могли усмотреть неприятеля, который после ночёвки к западу от пролива вновь готовился повторить попытку прорыва. В 7.20 с корабля увидели вспышки выстрелов, а затем падения германских снарядов около миноносцев сопровождения; была пробита боевая тревога, подняты стеньговые флаги и линкор двинулся зюйдовым курсом по меридиану Цереля. Видимость к весту продолжала составлять 40–50 кб.

В 7.45 противник сосредоточил огонь по «Славе», причём самих кораблей всё не было видно. После нескольких перелётов снаряды стали ложиться близко, в 7.52, после 5 залпов, огонь был прекращён. По приказу начальника МСБР линкор лёг на остовый курс, выйдя из сферы неприятельского огня. В 8.40 дальномерщики линкора усмотрели к весту от Михайловского маяка германские миноносцы и тральщики на дистанции около 85–90 кб. Линкор всё ещё не мог открыть огня по причине того, что из башен не видели цели. Через пять минут германские дредноуты залпами с больших перелётов открыли по «Славе» интенсивный огонь; линкор, шедший им на сближение, в 8.50 отвернул вправо на 8R и лёг на нордовый курс, дав полный ход. Почти немедленно вслед за этим в «Славу» одновременно попало 3 11'' снаряда. Сразу перестал действовать рулевой привод, и корабль пошёл, управляясь машинами. Дредноуты не прекращали осыпать «Славу» снарядами, продолжавшими «ложиться весьма близко от корабля», и в 8.58 после 12го залпа прекратили огонь.

На корабле быстро справились с пожарами и повреждением в руле, в связи с опасностью возгорания в погребе левой кормовой 6'' башни его помещение пришлось затопить. Убитых и раненых не было (имелись лишь обожжённые). Линкор двигался нордовым курсом, вскоре снова склонившись к весту, идя на сближение с противником. В этот момент на корабле был принят сигнал прожектором от начальника МСРЗ «Идти в Куйваст», но «Слава», горящая желанием открыть огонь по противнику, ещё некоторое время продолжала идти на вест. В 9.50 с эсминца сопровождения было получено повторное приказание идти в базу, и в 10.15 линкор лёг на Аренсбург. В этот день линкор огня не открывал.

Полученные попадания, согласно отчёту командира линкора капитана 1 ранга С. С. Вяземского, нанесли следующие повреждения. Первый снаряд попал в верхний броневой пояс (152 мм), пробил его («прошёл сквозь 6'' броню как в масле») и, разорвавшись в бортовом коридоре, разрушил его внутреннюю переборку «на протяжении 24 футов [т. е. около 8 м. — Авт.]»,после чего его осколки, разлетевшиеся в пустой угольной яме № 6 (между шп. 57–65), пробили нижнюю броневую палубу (2 слоя судостроительной стали по 19,85 мм) и под ней — масляную цистерну в левом машинном отделении, а также произвели пожар в месте разрыва. Возгорание было оперативно локализовано и потушено действиями трюмно-пожарного дивизиона линкора под руководством трюмного инженер-механика мичмана К. И. Мазуренко и и.д. старшего офицера лейтенанта Н. В. Задлера. В тушении принял участие весь личный состав отсека и даже священник корабля отец Владимир Куклин, который, по свидетельству лейтенанта Задлера, самостоятельно раскатал пожарный рукав и боролся с пламенем «с пипкой в руках в дыму» (за проявленную отвагу и решительность отец Владимир был награждён Георгиевским наперсным крестом).

Рисунок пробоины в броневом поясе «Славы», полученной 4 августа 1915 г.

Второй снаряд пробил верхнюю палубу, разворотил стрингер, ударился головной частью под углом около 20° в броню подачной трубы (152 мм) левой кормовой 6'' башни. Сдвинув трубу на полдюйма, он вдавил плиту броневой палубы. Отлетевшая при разрыве головная часть снаряда ударилась в 76-мм кормовой траверз батареи 75-мм орудий, не пробив его, но оставив выбоину около полдюйма глубиной. Разрывом был вызван большой пожар, которым были совершенно уничтожены 4 офицерские каюты по левому борту. Опасность этого попадания заключалась в том, что оно пришлось в полуметре от горловины ручной подачи 6'' башни, которая по-боевому «была открыта, обложена матом и прикрыта крышкою». Силой взрыва она была отброшена, после чего через горловину в подбашенное отделение попали осколки, горящие предметы из разрушенных кают и т. п., при этом двое из находящихся там людей расчёта подачи были контужены и обожжены. В подбашенном отделении также возник пожар, опасность которого усугублялась тем, что здесь находились приготовленные для подачи патроны, нагруженная нория, а рядом располагались патронные и снарядные погреба. Весь отсек наполнился дымом, но люди не растерялись и сразу приступили к тушению пожара. Немедленно в погреб спустился командир башни мичман И. И. Роос, который «быстрыми, разумными распоряжениями предотвратил возможность взрыва погреба и быстро потушил пожар».