на две части: большая часть в составе 21 транспорта и 16 кораблей охранения направилась в Кольский залив курсом 225º в мурманский порт, а меньшая часть в составе 6 транспортов и 6 кораблей охранения пошла вдоль Кольского полуострова в порт Архангельск. Облачность над морем 6–10 баллов способствовала действиям вражеских бомбардировщиков. Непосредственное прикрытие с воздуха конвоя PQ-16 первыми начали выполнять дальние истребители Пе-3 95-го ИАП ВВС СФ, которых имелось исправными на тот период 8 машин. Инструкция от 27 апреля 1942 года по взаимодействию авиации Северного флота с союзными боевыми кораблями и судами определяла, что самолеты-истребители должны приближаться к эскорту на высоте 300–1000 метров с левого борта и нести патрульную службу на расстоянии не ближе 3–5 километров, в плохую погоду — не ближе 1,5 километров. Ближе самолеты могли быть обстреляны зенитной артиллерией кораблей, так как тем некогда было разбираться, чей самолет к ним приближается. Пе-3 патрулировали над транспортами парами, с 19:20 29 мая до 13:15 30 мая выполнили 22 самолета-вылета, но беспрерывного патрулирования не получилось.

Пара Пе-3 старшего лейтенанта Пузанова и лейтенанта Стрельцова вылетела в море в 00:25, за ними через 25 минут (в 00:50) ушла еще одна пара Пе-3. В 00:43 в 15 километрах севернее острова Малый Олений на высоте 1000 метров старший лейтенант Пузанов и лейтенант Стрельцов встретили пару «Юнкерсов-88», шедших курсом 270º под нижней кромкой облачности. Это были самолеты Ю-88, вылетевшие в 21:19 29 мая с аэродрома Банак на бомбардировку конвоя PQ-16, о чем было сказано выше, 29 мая. Пилоты Пе-3 атаковали противника сначала снарядами РС‚ разрывы которых наблюдались под самолетами противника. «Юнкерсы» развернулись на север‚ Пе-3 открыли огонь из носовых пулеметов БС и ШКАС. Расход боеприпасов составил 4 РС-82, 240 12,7-мм патронов БС и 150 7,62-мм патронов ШКАС. В результате атаки у одного бомбардировщика сильно задымил мотор, но противнику все же удалось скрыться в облаках. Экипажи Пе-3 доложили, что «Юнкерс-88» предположительно подбит. Через 40 минут полета, то есть в 01:25, уйдя далеко в море, летчики встретили еще одну пару Ю-88 на высоте 800 метров в точке с координатами Ш=70°26′, Д=37°45′. Пе-3 зашли в хвост «Юнкерсам» и обстреляли их пулеметным огнем, но противнику также удалось скрыться в облаках. Как уже было отмечено выше, 29 мая, по докладу экипажа Ю-88, в 00:45 30 мая он был атакован двумя двухмоторными самолетами с двойным хвостовым оперением в точке 37 Ost 7270, то есть севернее Териберки, от атаки удалось уйти в облака. Таким образом, истребители Пе-3 отразили налет на конвой одной или двух пар вражеских бомбардировщиков, причем, как уже было отмечено выше, по донесению эсминца «Грозный», налет «Юнкерсов-88» продолжался до 00:50, а в журнале боевых действий эсминца «В. Куйбышев» отмечено, что стрельба по самолетам противника прекратилась в 01:00 и все бомбардировщики ушли, то есть авианалет противника прекратился после атаки истребителями Пе-3 первых двух «Юнкерсов-88» в 00:43–00:45. Посадка двух пар Пе-3 отмечена в 03:15 и 03:32. После этих атак в течение восьми часов встреч с самолетами противника у наших истребителей не было.

Следующие две пары Пе-3 летали к конвою в период 02:10–04:05 и 02:40–05:53.

По данным противника, разведывательный Ю-88 из отряда 1.(F)/124 поддерживал контакт с конвоем с 02:27 до 07:00, держась на безопасном удалении от кораблей. Положение конвоя на 07:00 было определено в точке 37 Ost 5188 (Ш=70°02′, Д=35°45′), что находится в 150 километрах от аэродрома Ваенга-1. Поддержание контакта отмечено до 07:00, когда экипаж Ю-88 заметил два самолета над конвоем.

В период 05:10–08:57 прикрытие конвоя производила очередная пара Пе-3, им на смену вылетела пара Пе-3, летавшая в период 07:27–09:29. В журнале боевых действий эсминца «В. Куйбышев» отмечено, что в 06:35 появились два бомбардировщика Пе-2, в 07:55 подошли еще 2 Пе-2 и вокруг каравана летают 4 Пе-2, два из которых улетели в 08:15, в это же время показался разведывательный «Юнкерс-88», который скрылся в 08:20. По данным противника, разведывательный Ю-88 из отряда 1.(F)/124 поддерживал контакт с конвоем с 05:27 до 09:30. Экипаж самолета доложил, что в 06:35 был атакован двумя самолетами на высоте 1000 метров, но сумел скрыться в слое тумана или дымки, затем еще два раза наблюдал пары истребителей над конвоем на высоте 1500 метров в 07:00 и 08:25. Этот «Юнкерс-88» произвел посадку на своем аэродроме Хебуктен в 10:49.

Тем временем с аэродрома Хебуктен в 07:08 взлетел очередной «Юнкерс-88» из отряда 1.(F)/124, который имел задание сохранить контакт с конвоем, а также провести к конвою ударную группу в составе 16 Ю-87, взлетевших с аэродрома Хебуктен в 07:35 с задачей бомбить конвой PQ-16. Один Ю-87 вернулся из-за неисправности материальной части. Бомбардировщиков сопровождали 8 Ме-110 10-го отряда, которые взлетели с аэродрома Хебуктен в 07:52. Экипажи 15 Ю-87 доложили, что в 09:05 отбомбились с пикирования по транспортам с высоты 3500 до 800 метров (сброшено 15 бомб SC500), при этом наблюдали разрывы бомб рядом с двумя большими транспортами (10000 брт), оба транспорта считались поврежденными. По докладу экипажей Ю-87, зенитная артиллерия кораблей среднего и мелкого калибра вела неточный огонь. В действительности бомбардировка была безрезультатной. В журнале боевых действий эсминца «В. Куйбышев» есть запись, что в 09:03 14 Ю-87 отбомбились по конвою с пикирования, при этом корабли повреждений не имели, вражеские бомбардировщики скрылись на запад в 09:13. Примерно такие же сообщения были в донесениях эсминцев «Грозный» и «Сокрушительный». В 10:07 наши наземные наблюдатели флотской ПВО доложили об обнаружении 7 Ю-87, 5 Ме-110 и 2 Ю-88 в районе Вичаны (побережье Мотовского залива), идущих курсом 270° на высоте 1000 метров, это возвращалась группа после бомбардировки конвоя в 09:05. По данным противника, «Юнкерсы-87» произвели посадку на аэродроме Хебуктен в 10:35, а «Мессершмитты-110» — в 10:43.

В момент авианалета наших истребителей над конвоем не оказалось. Пара Пе-3, вылетевшая в 07:27, в это время возвращалась на свой аэродром, посадку произвела в 09:29, а следующая пара Пе-3 вылетела к конвою в 08:58 и была на пути к конвою, эти сведения о вылетах Пе-3 дает журнал боевых действий ВВС Северного флота (ЦВМА, ф. 787, оп. 36, д. 6). В оперативных сводках времени взлетов и посадок Пе-3 нет.

В журнале боевых действий 78-го ИАП отмечено, что в 07:45 в полк поступило боевое распоряжение: