Оставив «Портсмут», «Девоншир» и «Наталью» у захваченных судов, Синявин приказал остальным гнаться за шведским флагманом. В начале двенадцатого часа «Рафаил» под командованием капитана 3 ранга Якова Шапизо настиг беглеца и, не теряя ни минуты, атаковал его с правого борта. В это время с левого борта на пистолетный выстрел подошел и «Ягудиил», командир которого капитан-поручик Джон Деляп вначале пошел было на абордаж, но, увидев, что вся команда неприятельского корабля выбежала наверх для отражения абордажных партий, произвел залп всем бортом по верхней палубе и такелажу. Так, совершенно случайно, взяв неприятельское судно в два огня, русские моряки применили новый тактический прием.
Через день после Эзельского боя об этом эпизоде Деляп писал своему другу капитан-командору Томасу Сандерсу следующее: « 44-пушечный корабль (речь идет о 52-пушечном корабле Вахмейстер. В.Д .) был атакован капитаном Шапизо за полчаса до того времени, как я мог к нему приблизиться; а когда я подошел к нему на такое близкое разстояние, что мог с марсов своих бросать на его палубу гранаты, капитан Шапизо ушел так ему вперед, что не мог дать по нем ни одного выстрела. Я был так близко к нему, что такелаж мой пострадал до такой степени, что для завладения призом я не мог спустить своей шлюпки так же скоро, как капитан Шапизо, что дало ему право приписывать себе честь завладения призом. После этого я могу сказать, что я срубил куст, а он зайцем убежал. Потеря моя в людях состоит из убитых: комиссара, гардемарина, трех матросов и двух солдат и девяти раненых. На корабле капитана Шапизо не было никакой потери в людях, кроме лейтенанта Китера, который был смертельно ранен и того же дня умер».
Тем временем «Портсмут», на котором устранили повреждения в такелаже, вместе со шнявой «Наталья» начали сближаться с флагманским кораблем противника. Шнявой командовал лейтенант Степан Лопухин. Этот офицер дослужился до генерал-лейтенантского чина и завершил службу в должности Архангельского губернатора.
Получив серьезные повреждения, шведский корабль вскоре спустил флаг. О заключительном эпизоде боя шведский флагман так доносил шаутбенахту Сиверсу: « я тогда стал между двух кораблей: один на лювартную (левую. В.Д .), а другой на анлей (правую. В.Д .) сторону, и как мы несколько времени на безпрестанном пушечном бое бились и капитан Деляп ко мне придвинулся ближе, и хотел абордировать, и я потому послал всех своих людей на верх, чтобы сдержать такой бортный бой (абордаж. В.Д .), и как он капитан Деляп то увидел, паки немного от меня отворотил и выпалил на меня всем лагом по моему кораблю; и тогда он у меня испортил много такелажа, також и руля, что мне невозможно было корабль свой править, понеже что оный мой корабль с такой жестокой пальбы со всех сторон весьма поврежден; и как всех своих людей паки послал наниз к пушкам, увидел я, что другие два корабля задние стали гораздо ко мне приближаться, один на люварт, а другой на анлей, и корабль мой, как выше объявлено, весь был поврежден от такой непрестанной и долгой пальбы; так я приказал спустить флаг для отдачи своего корабля, и понеже
флагшток-фалы избиты были и мой флаг на половину флагштока висел, приказал я белый флаг поднять и приказал людям моим перестать палить из пушек, и от помянутаго капитана Деляпа еще лаг получил (полный залп бортом. В.Д .), в котором и меня ранили. Что прочее учинено, мне неизвестно, понеже что я велел себя принести к лекарю, чтобы перевязать мои раны. А меня взяли на корабль к капитану Шапизо».
Плененным оказался 52-пушечный корабль «Вахмейстер» под брейд-вымпелом капитан-командора Врангеля. Ранее сдались 35-пушечный фрегат «Карлскрон-Вапен» и 12-пушечная бригантина «Бернгардус». Всего на неприятельских судах было 99 пушек. Экипажи шведских судов состояли из 11 офицеров и 376 нижних чинов. На кораблях русского отряда было 330 пушек и 1930 человек команды. Если учесть, что в бою «Уриил» и «Варахаил» не участвовали, а это 104 пушки и 582 человека команды, то все равно превосходство русских было более чем двукратным.
В ходе боя у шведов до 36 человек убитых и 14 раненых. На русском отряде убитых и раненых оказалось 18 человек.
Это был первый в истории Российского флота действительно морской бой с применением только артиллерии. До этого все морские бои и сражения завершались абордажем. Петр I назвал Эзельский бой «добрым почином Российского флота» и собственноручным письмом благодарил Синя-вина за одержанную победу и произвел его сразу (через чин) в капитан-командоры.
У потомков Наума Акимовича Синявина долго хранилось это письмо.
«Господин Капитан!
Письмо ваше, от 26 Мая писанное, я в Петербурге в 30 день получил, которое нас зело обрадовало сим добрым почином флота Российскаго, за что вас зело благодарствую и всех с вами трудившихся, и имею указ от Его Величества при прибытии в Ревель вам всем объявить его милость; а что долго вам не ответствовал, то для того понеже на завтра той ведомости пошли в Кроншлот и чаяли скоро прибыть в Ревель, но за противными ветры и по сие время стоим здесь, того ради сие письмо к вам посылаем.