Ambas partes se adjudicaron la victoria, pero en realidad la batalla fue un empate y todos regresaron a sus bases lo antes posible.

Tras la batalla, los Aliados afirmaron haber alcanzado algún tipo de «ascendencia moral» sobre la marina italiana.

Cuando Italia entró en la Segunda Guerra Mundial, sus fuerzas en Libia estaban mal equipadas para las operaciones ofensivas, y la flota italiana se vio obligada a iniciar grandes convoyes de suministro con el fin de que pudieran entrar en combate.

El almirante Campioni ordenó a su flota defender el convoy, girando hacia el este y preparándose para entrar en acción.

Desde las 10:00 hasta las 18:40, habían sido atacados por 72 bombarderos de Real Fuerza Aérea Italiana (Regia Aeronautica) con base en la península itálica.

A las 13:15 el Eagle había lanzado varios ataques infructuosos con Fairey Swordfish contra los cruceros pesados italianos, creyendo que eran acorazados.

El Alberico da Barbiano y el Alberto di Giussano salieron indemnes de las salvas iniciales.

Sin embargo, en ese momento el Warspite también estaba fuera de posición y dio giros para permitir que el Malaya lo alcanzara.

El comandante italiano decidió encararse con el Warspite e hizo que sus dos acorazados tomaran posiciones.

El Giulio Cesare se alejó rápidamente a 18 nudos y lo reemplazó el Conte di Cavour.

Hoy en día existe cierto debate sobre este punto: para los Aliados, los acorazados abandonaron el campo de batalla; según los italianos, estaban intentando que los destructores hicieran un ataque con torpedos bajo la protección del humo.

[11]​ A las 15:58 el Fiume volvió a abrir fuego contra su contrario en las líneas aliadas, Liverpool, y dos grupos de cruceros italianos pronto entablaron combate con el grupo principal de cruceros aliados.

[12]​ En el ínterin los mecánicos del Giulio Cesare habían logrado reparar dos de las cuatro calderas dañadas, con lo que el buque pudo navegar hasta a 22 nudos.

[15]​ A las 16:40 la aviación italiana atacó con 126 aparatos, causando daños al Eagle, Warspite y Malaya.

[16]​ La última víctima fue el destructor Leone Pancaldo, enviado a Augusta en Sicilia, que fue alcanzado por un torpedo lanzado desde un Swordfish a las 09:40 del día siguiente y que se hundió en aguas poco profundas (fue reflotado y volvió al servicio en diciembre de 1941).

Aunque la batalla resultó indecisa, los Aliados afirmaron que la Royal Navy había conseguido un importante "ascendente moral" ante la armada italiana.

[20]​ Otra cuestión discutida es por qué los italianos no mandaron a Tarento los otros dos acorazados de la clase Vittorio Veneto, ya que ambos estaban listos para actuar y se hallaban a pocas horas del encuentro.

Ambos buques estaban realizando pruebas y el Littorio tenía un fallo eléctrico en una de las torretas principales.

El Littorio y Vittorio Veneto habrían inclinado la balanza de fuego hacia el lado italiano.