Поскольку «Сан-Лоренсо» сел на мель недалеко от французского побережья, губернатор Кале решил, что галеас, его пушки и груз должны принадлежать ему. Он отправил на судно двух офицеров, один из которых был его племянником; последний предложил лейтенанту Томсону уступить приз французам. При этом племянник заверил англичан, что крепостные орудия Кале нацелены на галеас. Томсон учтиво попросил племянника передать его дядюшке поклон, после чего английские матросы грубо обыскали парламентеров «и сорвали с них кольца и украшения».
Вернувшись на берег, разъяренный племянник губернатора бросился в крепость и велел канонирам дать залп по галеасу. Были убиты 20 англичан, многие прыгнули в море и утонули, а остальные спешно вернулись с награбленным добром и пленными на свои корабли. После этого инцидента сеньор де Гурдан отправил солдат гарнизона на борт «Сан-Лоренсо», чтобы взять его под охрану от имени короля Франции и привести в порт.
Тем временем большая часть кораблей армады, лишившаяся якорей, продолжала дрейфовать в подветренную сторону, постепенно приближаясь к обширным песчаным банкам Дюнкерка. Медина-Сидония отправил вперед все пинасы с приказом взять неуправляемые корабли на буксир и отвести их на безопасное расстояние от мелей. А сам, оставшись в компании с «Сан-Маркосом» и еще одним или двумя судами, превратился в прекрасную мишень для кораблей Дрейка. «Вражеский флот, — писал Алонсо Ванегас, находившийся на борту „Сан-Мартина“, — воспользовался благоприятным случаем и, видя, что флагман остался один, а остальная армада находится в подветренной стороне, атаковал его сразу тремя капитанами». Хоуард дополняет: «Сэр Фрэнсис Дрейк на „Ривендже“, сопровождаемый мистером Томасом Феннером на „Нонпареле“ и прочими судами его эскадры, напали на флот Испании и вступили с ним в решительный бой. Спустя короткое время сэр Джон Хокинс на „Виктори“, сопровождаемый мистером Эдвардом Фентоном на „Мэри Роуз“, сэром Джорджем Бистоном на „Дредноуте“, мистером Ричардом Хокинсом на „Своллоу“ и прочими кораблями его эскадры врезались в середину испанских сил и горячо сражались с ними весь день до полудня. Сэр Джордж Бистон вел себя доблестно».
Далее лорд-адмирал сообщает, как он тоже решительно вступил в бой, но ничего не говорит о Фробишере и Сеймуре. Последний писал в своем отчете: «Сэр Фрэнсис Дрейк первым напал на испанского адмирала, сопровождаемый „Трайомфом“, „Виктори“ и прочими. Сам я с „Вангардом“ и „Антилопой“ напал на арьергард, будучи слегка поврежденным, и нанес урон их трем большим кораблям».
Уинтер, со своей стороны, добавляет, что напал на правый фланг неприятеля: «Мы бросились атаковать их правое крыло и не стреляли, пока не приблизились к ним на шестьдесят шагов, и некоторые из наших кораблей последовали за мной. Указанное крыло, видя это нападение, быстро скрылось среди своих кораблей, и четверо из них связались между собой».
Исходя из данных различных источников, можно предположить, что примерно в семь часов утра, увидев приближающиеся английские корабли, Медина-Сидония снялся с якоря и двинулся в подветренную сторону. Дрейк тут же бросился за ним в погоню. Когда «Ривендж» приблизился, «Сан-Мартин» сменил галс и приготовился дать ему отпор. Английский корабль выстрелил из носового орудия, сделал поворот через фордевинд и произвел бортовой залп. Затем, получив в ответ несколько пробоин, «Ривендж» переместился в северо-восточном направлении, а его место занял галеон «Виктори» Хокинса. Между тем часть судов армады с помощью буксирных пинасов и шлюпок развернулась и стала медленно приближаться к своему флагману. Около девяти часов утра в сражение вступил «Вангард» Уинтера. К этому времени оба флота находились уже на траверзе Гравелина. Армада выстроилась полумесяцем, причем, по свидетельству Уинтера, «Сан-Мартин», «Сан-Маркос», «Сан-Хуан» и еще два галеона заняли позицию в центре; на левом и правом флангах сражались «галеасы, португальские боевые суда и другие крепкие корабли — по шестнадцать с каждой стороны». Всего в Гравелинском сражении могли активно участвовать до тридцати испанских и сорока английских кораблей.
Согласно испанским данным, на левом крыле армады первоначально находились корабли Рекальде и его заместителя Педро де Вальдеса, а на правом — корабли Алонсо де Лейвы и Окендо. Но в разгар боя этот строй был нарушен, и проследить маневры отдельных кораблей уже не представляется возможным. Часть судов армады — та, что была отнесена в подветренную сторону, — вообще не участвовала в баталии; их команды все это время прилагали усилия к тому, чтобы избежать встречи с опасными мелями в районе Дюнкерка.
Англичане во время сражения основной расчет по-прежнему делали на быстроходность своих судов и артиллерию, тогда как испанцы тщетно пытались взять их на абордаж. В отчете Филиппу II герцог Медина-Сидония отмечал: «„Сан-Хуан“ и „Мария“ совсем было сблизились с неприятелем, но не могли с ним сцепиться: он бил в нас из своих пушек, а наши солдаты защищались с помощью аркебуз и мушкетов».
На первом этапе сражения англичанам удалось отрезать португальский галеон «Сан-Фелипе» от остальных судов армады и окружить его. Другой португальский галеон, «Сан-Матео», попытался помочь ему, но был атакован одной из английских эскадр. К тому моменту, когда Рекальде с несколькими другими кораблями смог прийти им на помощь, оба галеона были буквально изрешечены английскими ядрами и едва держались на плаву: их такелаж и паруса были порваны. Позже англичанам удалось во второй раз отрезать упомянутые галеоны от прочих кораблей. Вместе с ними в окружение попали судно «Нуэстра Сеньора де Бегонья» из состава кастильской эскадры и левантиец «Сан-Хуан де Сисилья». Все они безжалостно расстреливались английской артиллерией и мушкетерами, неся огромные людские потери. Вода через пробоины вливалась в трюмы разбитых кораблей, так что матросы, работавшие на помпах, падали с ног от усталости. Командир «Сан-Фелипе» Франсиско де Толедо, размахивая абордажными крючьями, призывал врага подойти поближе. В ответ ему предлагали сдаться. Кто-то из англичан, укрывшись на грот-марсе, кричал испанцам:
— Вы отличные солдаты! Сдавайтесь на почетных условиях!
Но, как сообщает один из испанских очевидцев, «единственным ответом ему было ядро, которое сразило его на глазах у всех. После этого враги отошли, а наши солдаты кричали им, что они трусы, и грубыми словами упрекали их в отсутствии смелости, призывая вернуться назад и драться…»
Практически все источники говорят о том, что испанские солдаты и офицеры сражались мужественно, с завидной стойкостью. По словам отца Кальдерона, канониры «не отходили от пушек даже для принятия скудной пищи».
