Последовала долгая дуэль, но ни одна сторона не добилась попаданий. Затем, примерно после часа интенсивной стрельбы, в 8.25 «Сидней» добился исключительно удачного попадания в «Коллеони». Снаряд взорвался в таком месте машинного отделения, что крейсер сразу потерял ход. 2 британских эсминца торпедировали и потопили беспомощную, неподвижную цель.

«Банде Нере» капитана 1 ранга Мауджери продолжая бой в одиночку и в 9.26 добился попадания в «Сидней». Хотя британский крейсер не получил тяжелых повреждений, он немедленно отошел, сопровождаемый эсминцами. Позднее стало известно, что на «Сиднее» к этому времени уже кончались боеприпасы. После того, как противник вышел из боя, «Банде Нере» направился в Бенгази.

Бой, несомненно, был успешным для англичан, хотя успех принесло исключительно удачное попадание. Победители не только потопили «Коллеони», но и помешали перевести 2 итальянских крейсера на Лерос.

Следует указать, что во время переходов подобного рода в опасных водах итальянская авиаразведка должна была обнаружить корабли противника — если не накануне, то хотя бы утром в день боя. Более того, в 7.22 крейсера потребовали выслать бомбардировщики. Те прибыли только в 12.37, хотя итальянские аэродромы на Додеканезских островах находились всего в получасе лета. По крайне несчастливому стечению обстоятельств, опоздавшие бомбардировщики атаковали англичан, когда те спасали людей с «Коллеони». В результате множество итальянских моряков осталось в воде.

В это же время конвой из 5 теплоходов, сопровождаемых единственным эсминцем, возвращался в Италию из Бенгази. Как только Супермарина получила известие о происшедшем бое, она приказала 8-й дивизии крейсеров немедленно выйти для прикрытия конвоя. Однако противник снова не появился.

В этот период англичане бомбили Тобрук по несколько раз в день, так что это уже вошло в привычку. Большая часть налетов бомбардировщиков не приносила ощутимых результатов. С другой стороны, атаки торпедоносцев становились все более эффективными и опасными. Во время двух отдельных атак 5 и 20 июля были потоплены 2 торговых судна и эсминцы «Зеффиро», «Остро», «Нембо». У эсминца «Эуро» был оторван нос. Корабль, несмотря на огромные трудности, был отбуксирован в Таранто и отремонтирован.

Таким образом вся эскадра эсминцев, базировавшаяся в Тобруке, была уничтожена британскими торпедоносцами. Она была основной целью налетов, так как ее обстрелы берегового фланга британского фронта причиняли противнику много беспокойства.

К середине июля конвои в Ливию стали регулярными и важными операциями. Флоту пришлось менять свои первоначальные планы, так как эти операции ранее не предусматривались. Вдобавок флоту пришлось поработать, чтобы организовать регулярные конвои между Триполи и Бенгази для того чтобы перебросить в Киренаику войска, расположенные на границах Туниса. Далее, увеличивающиеся объемы поступающего снабжения заставили использовать Триполи как главный распределительный пупке. Полому флот был вынужден постоянно держать в Линии несколько эсминцев и эскортных кораблей и множество вспомогательных судов.

В конце июля, когда армия и ВВС потребовали перенести в Ливию большое количество войск и техники, пришлось подготовить конвой из 11 судов большого тоннажа. Учитывая важность конвоя и сообщения о находящихся в море британских кораблях, 11 крейсеров, 23 эсминцев и 11 эскортных кораблей вышли вместе с конвоем. Однако британский флот и Александрии не продемонстрировал никаких агрессивных намерений, и конвой достиг цели благополучно.

2 августа пошли в строй новые линкоры «Литторио» и «Витторио Венето». Они были великолепным продуктом лучших конструкторов флота и итальянской промышленности. Вероятно, в то время они были лучшими линкорами в мире, не столько благодаря своей огневой мощи, как множеству технических нововведений. Чтобы сделать большой корабль полностью эффективным, пришлось решить тысячу и одну проблему. В августе также продолжались частые постановки мин в Сицилийском проливе. Они уже принесли первые плоды — ночью 24 августа возле мыса Бон подорвался на мине, взорвался и затонул эсминец «Хостайл».

30 августа англичане повторили свой тактический прием — одновременные операции обоих своих средиземноморских соединений. Гибралтарская эскадра пошла на восток, а Александрийский флот — на запад. Как только было получено известие об этом, Супермарина приказала итальянскому флоту выйти в море в направлении Киренаики, чтобы перехватить Александрийский флот. Самолеты и подводные лодки должны были заняться Гибралтарской эскадрой. За несколько дней до этого линкор «Дуилио», закончив модернизацию, вошел в строй. Также были отремонтированы повреждения «Чезаре», полученные в бою у Пунта Стило. Поэтому в море вышли 5 линкоров — «Литторио», «Витторио Венето», «Чезаре», «Кавур» и «Дуилио» — вместе с 10 крейсерами и 34 эсминцами. В этот момент итальянский флот находился в великолепном состоянии по своей эффективности, боеготовности и боевому духу.

Когда британский самолет сообщил о том, что итальянская эскадра находится всего в 100 милях, британское соединение повернуло на юг, показывая, что не намерено искать столкновения. Шансы перехватить англичан до заката были сомнительны, поэтому в конце дня 31 августа итальянские корабли повернули назад с приказом вновь повернуть на юг на рассвете. Если бы ночью неприятель опять двинулся на запад, его можно было бы перехватить прямо в центре Средиземного моря.

Ночью разразился сильный шторм. Итальянским эсминцам пришлось очень тяжело. Шторм также помешал итальянским самолетам-разведчикам получить хоть какую-то информацию о положении восточного и западного соединений англичан в течение всего следующего дня. В такой ситуации Супермарина утром 1 сентября приказала всем кораблям вернуться в базы. Все равно эсминцам уже требовалось пополнение запасов топлива. Многие эсминцы вернулись в порты поврежденными во время шторма, потеряв несколько человек, смытых волнами.

Британские корабли, которые тоже почувствовали удары шторма, сумели под его прикрытием добраться до Мальты и отправились обратно на восток, избежав контрударов с моря и с воздуха.

Этот неудачный выход итальянского флота был самой большой упущенной возможностью, даже более важной, чем представлялось в то время. Как мы знаем сегодня, в тот день линкор «Вэлиант», авианосец «Формидебл» и крейсера ПВО «Калькутта» и «Ковентри» прошли Сицилийским проливом. Это были подкрепления, посланные в Александрию в ответ на требования адмирала Каннингхэма после боя у Пунта Стило. Поскольку резкое ухудшение погоды помешало любым действиям авиации, Супермарина даже не подозревала об их переходе. Данные разведки были настолько неточны, что после прибытия британских кораблей в Александрию считалось, что они направляются в Красное море.