发现敌舰后，海军少将谢拉和维尔纳夫不等命令就匆忙登上了“东方”号。布吕埃斯在“东方”号上召开了紧急军事会议。讨论如何对付这突如其来的情况，军官们群情激愤。只有一名军官主张出海迎战，较为谨慎的维尔纳夫和冈托姆则支持同样慎重的旗舰司令提出的停泊在原地御敌的计划。如果当初他们能够迅速派出三桅快速帆船出海迎战，而不是在这个挨打的海湾上坐以待毙；如果大量擅自离船的人员能够紧急回船的话，情况可能会有所不同。但不管怎么说，全舰队挤在没有防御能力的海湾是无法御敌的。为了防止英国人传统的突破防御线的作战方法，布吕埃斯命令用缆绳将军舰捆绑在一起，使英国军舰无法突破。但是大多数舰长没有执行这个命令，只是抛下了第二主锚，以稳住自己的队形。
“我一旦发现法国舰队就会对它们采取行动。” 下定了决心的纳尔逊不止一次这样说。7月25日，听说法国舰队到了埃及，他的14艘战舰便从锡拉丘兹出发，第二次驶向亚历山大港。约驶了700英里之后，8月1日黎明，接近埃及海岸时，纳尔逊派出两艘74门火炮的战舰在舰队前面侦察。它们在中午时分到达亚历山大港。但在旧港仅发现几艘法国船，而且不是战舰。它们又向东行驶，很快就发现了法国舰队，并向纳尔逊发出了信号。“敌舰队在阿布基尔湾。” 这是纳尔逊自5月到达地中海以来苦苦等待的时刻。此时是下午3点，这意味着如果他们要在当天采取行动，离天黑已经没有多少时间了， 纳尔逊既没有当地的海图，也没有当地的领航员。但他决心这次不能让追逐了大半个地中海、行程约2,600英里才好不容易找到的法国舰队再次漏网。
因此，纳尔逊在他的双层甲板的旗舰“先锋”号上升起了信号：“抛尾锚，准备战斗……攻击敌舰的船首和中央。”5点，英国舰队逼近阿布基尔湾，纳尔逊命令舰队，每两艘战舰从两侧或首尾夹击一艘法国军舰。虽然他们没有足够的军舰攻击所有的法国军舰，但至少可以用这样的战术将敌舰各个击破。30分钟后，纳尔逊发出了全舰队期待已久的“以战斗队形进攻”的命令。6点多钟，法国舰队最终升起了彩旗，对率先驶入海湾的两艘英国军舰开火。
纳尔逊的进攻计划是大胆而近乎冒险的。他是在自己不熟悉的海域、在既没有海图也没有当地领航员的情况下发起进攻的。他实际上是不顾一切地孤注一掷，即使此时太阳已经落到了海平线上，也务必当日发起攻击。本以为英国人会在次日发起攻击的布吕埃斯被打了个措手不及。纳尔逊乘着顺风，扬满风帆继续进逼，一半舰只插入法国舰队的停泊线，对法国军舰形成夹攻态势。装有74门炮的英国军舰“卡洛登”号驶入浅滩搁浅。随着太阳迅速沉入海里，英国军舰选择了他们的攻击目标，并在目标前后或左右抛锚定位。正在闹头疼和牙疼的纳尔逊和被几个星期的疟疾和发烧搞得十分虚弱的布吕埃斯都决定要在阿布基尔湾上决一雌雄。
13艘法国军舰和14艘英国军舰在阿布基尔湾上展开了海战史上极为惨烈的大拼杀。
可怜数周来一直靠配给的食物和淡水维持生命、被疾病折磨得虚弱不堪的法国水兵（大部分还是新征募的第一次面对炮火的新兵）所做出的顽强抵抗堪称悲壮，其结果惨不忍睹。9点，英国军舰击沉一艘法国军舰，而另一艘英国军舰则被装有36门炮的法国军舰击中，成了在海上漂浮的废墟。大海战的高潮是在夜晚10点之后，法国海军的骄傲、布吕埃斯的旗舰“东方”号爆炸，全舰将士阵亡，连远在15英里之外亚历山大港的克莱贝尔将军司令部也听到了震耳的爆炸声，感到了大地的震颤，并看到夜空中“一团耀眼的巨大火团冲天而起，火越烧越大，最后化作一团黑色的、夹着火星的烟云”。这场悲剧的幸存者、海军上尉马辛（Massin）回忆道：“旗舰爆炸后紧接着是一阵悲哀的沉默，因为双方都被这恐怖的场面惊呆了， 竟不约而同地停止了交火。” 那天深夜，克莱贝尔接到了他派往现场的一艘小船的报告，报告人亲眼目睹了法国舰队几乎全军覆没的悲惨场面。
凌晨4点，月亮仍然高挂在海上，法国舰队收拾残部，再次开火；船桅被完全炸掉的战舰并没有被征服，这使得纳尔逊大为震惊。人类究竟有多大的承受能力呀？看来似乎是不可能的事，可是海战的确一直延续到上午，炮声方才沉寂，两艘几乎没有遭到夹击的主力舰“勇敢者”号和“纪尧姆”号以及快速舰“正义”号和德克里斯的“黛安娜”号在11点得以顺利朝北逃脱，疲惫之极的英国舰队没有顾得上去加紧追击。
这次海战的伤亡和损失在整个海战史上是骇人听闻的。13艘法国军舰，一艘爆炸，一艘被自己的炮火击毁，9艘向英国舰队投降。无论人们的看法如何，法国舰队在极其艰难困苦的条件下表现出来的英勇顽强是令人敬佩的。三层甲板的主力舰“雷鸣”号上的大火一直燃烧到8月3日，英国人在该舰甲板的残骸上发现了200名官兵的尸体，而该船的定员总共也只有608名。5艘法国军舰的船桅全部被炸断，另有两艘的主桅被炸掉。英国人将这些军舰残骸中的6艘经临时处理后，驶到直布罗陀进行大修，然后投入皇家海军使用（其中有名的一艘“斯巴达”号在7年后的特拉法加海战中被英国人用来攻打法国人）。舰上存活的均被英国人抓获，死亡的则被英国人埋葬了。
