Сам коммодор собирался идти в голове колонны на «Олимпии». Когда его племянник лейтенант Уильям Уиндер предложил пустить впереди транспорт, чтобы расчистить проход через минные заграждения, Дьюи резко ответил: «Билли, я ждал этой возможности 60 лет. Есть там мины или нет, — но я поведу эскадру сам». Он закончил совещание предельно простым приказом: «Следуйте в кильватере флагмана и повторяйте все его маневры».

Действия Дьюи при подходе к Манильской бухте очень напоминают действия адмирала Фаррагата. В своей «Автобиографии» Дьюи пишет, что спросил себя: а как поступил бы Фаррагат, будь он на его месте? «Во время подготовки к бою я часто задавал себе этот вопрос, и признаюсь откровенно, я думал о нем в ночь, когда мы входили в бухту. В результате я пришел к выводу, что делаю все, что сделал бы Фаррагат».

В 21.45 была сыграна боевая тревога. На кораблях были погашены все огни, кроме маленького гакабортного огонька, который был виден следующему мателоту. Дьюи в белом мундире и фуражке с золотым шитьем поднялся на верхний мостик «Олимпии», где и оставался все время боя. Корреспондент Джозеф Л. Стикни, бывший морской офицер, которого Дьюи взял с собой в качестве неофициального летописца, писал: «Совершенно спокойный, он неподвижно стоял на мостике, словно мы входили в мирную гавань». Примерно в полночь американская эскадра вошла в пролив Бока Гранде одной кильватерной колонной в полумиле севернее Эль-Фрайле и соответственно в 2 милях южнее Кабальо. Все напряженно вглядывались в темноту, ожидая вспышек выстрелов испанских орудий.

Первые корабли уже прошли пролив, когда 1 мая в 0.17 «Конкорд» и «Бостон», замыкавшие строй, были обстреляны из 120-мм орудий с Эль-Фрайле. 3 снаряда шлепнулись в воду, а ответный огонь кораблей заставил вражескую батарею замолчать.

Неожиданный ход Дьюи сработал. Его эскадра вошла в бухту и могла заняться поисками испанских кораблей. Соединение медленно двигалось в направлении Манилы и прибыло туда на рассвете. Исключая 2 мины, взорвавшиеся перед «Олимпией», других происшествий не было. Около 4.00 командам на боевые посты принесли кофе и сухой паек. Вскоре после этого Дьюи взял курс на мыс Сэнгли, а потом увидел испанский флот, стоящий на якорях в Маниле. И все его 226 орудий. Он отдал последний приказ перед боем: «Наншану», «Дзафиро» и «МакКаллоху» следовать в отдаленный сектор бухты, чтобы не подвергаться опасности.

Следом за «Олимпией» двигались «Балтимор», «Рейли», «Петрел», «Конкорд» и «Бостон». Первый испанский выстрел прогремел в 5.15, после чего Дьюи приказал сократить интервалы в колонне. Эскадра со скоростью 8 узлов направлялась к Кавите, и теперь дистанция между кораблями в колонне равнялась 200 ярдам. Штурман «Олимпии» лейтенант К. Г. Галкинс выкрикивал быстро сокращающееся расстояние до противника.

Почти 30 минут испанские орудия беспрепятственно вели огонь, пока Дьюи шел прямо на противника. Испанцы не добились попаданий, но корреспондент пишет, что «нервное напряжение было ужасным. В любой момент десятки людей могли рухнуть на палубу раненные или мертвые». Когда дистанция сократилась до 5000 ярдов, Дьюи повернул эскадру на запад, параллельно береговой линии. Перегнувшись через поручни на крыше штурманской рубки, он отдал приказ, который вошел в американскую историю. В 5.40 коммодор сказал капитану 1 ранга Чарльзу В. Гридли: «Когда вы будете готовы, Гридли, можете открывать огонь». Выстрел 203-мм орудия «Олимпии» послужил сигналом всей эскадре.

Американские корабли начали первый из пяти 2-мильных галсов вдоль строя испанской эскадры. После первого захода Дьюи сократил дистанцию до 3000 ярдов. 3 головных крейсера сосредоточили огонь на флагмане Монтохо — крейсере «Рейна Кристина». Огромные столбы воды поднимались вокруг американских кораблей, пока испанские комендоры пытались пристреляться. Хотя один испанский снаряд упал рядом с «Олимпией» и забросил какой-то кусок дерева на мостик под ноги Дьюи, стрельба испанцев была малоэффективной. Лейтенант Брэдли Фиск сравнил маневры эскадры с «тщательно отрепетированным спектаклем. Корабли двигались медленно и четко, почти не ломая строй». Долгие часы тренировок, которые устраивал Дьюи своим морякам в Гонконге, принесли плоды.

Около 7.00 «Рейна Кристина» пошла прямо на «Олимпию», надеясь переломить ход боя в пользу испанцев. Однако стрельба американцев быстро положила конец этой попытке. К 7.30 испанский флагман превратился в пылающую развалину. Половина экипажа была ранена или убита, и Монтохо был вынужден перенести флаг на другой корабль.

Во время четвертого галса Дьюи обнаружил, что бухта глубже, чем показывают его карты, поэтому он сократил дистанцию до 2000 ярдов. Хотя теперь его корабли оказались в пределах досягаемости мелких испанских орудий, коммодор пошел на это, чтобы нанести противнику максимальные повреждения, используя остатки боезапаса.

В 7.30 капитан 1 ранга Гридли сообщил Дьюи, что для 127-мм орудий «Олимпии» осталось только 15 % снарядов. Эта новость оказалась совершенно неожиданной и крайне неприятной. Дьюи не мог пополнить боезапас. Испанцы получили ряд сильных ударов, однако продолжали вести бешеный огонь, «тогда как наши запасы снарядов были ограничены», отмечает Дьюи. У коммодора не оставалось иного выхода, как приказать отойти, чтобы оценить ситуацию. Стикни описывает удивленные взгляды, обращенные на Дьюи. «Я ничуть не преувеличиваю, но, когда мы выходили из бухты, уныние на мостике «Олимпии» было таким же непроглядным, как лондонский туман в ноябре». Чтобы скрыть причину отхода, экипажам был отдан приказ завтракать. Большинство моряков желали продолжения битвы. Кто-то обратился к командиру: «Ради бога, капитан, не останавливайте нас! К чертям завтрак!»

Дьюи вскоре обнаружил, что рапорты о нехватке боеприпасов были ошибочными. «Олимпия» выпустила 15 % снарядов калибра 127 мм, и погреба были полны, в них оставались 85 % боезапаса. Капитаны сообщили, что их корабли получили совершенно ничтожные повреждения, были ранены только 8 человек, все на крейсере «Балтимор».

Когда в 11.16 Дьюи возобновил бой, на огонь американцев ответили только «Уллоа» и береговые батареи мыса Сэнгли. Пока «Балтимор» обстреливал батареи, остальные корабли сосредоточили огонь на «Уллоа» и быстро потопили его. Так как орудия на мысе Сэнгли не имели достаточного угла снижения, они не могли обстреливать корабли на дистанциях менее 2000 ярдов. Поэтому американские корабли подошли вплотную к мысу и спокойно расстреливали батареи, пока в 12.15 над Кавите не появился белый флаг. К 12.30 бой закончился.

Эскадра Дьюи одержала сокрушительную победу. Все 7 кораблей Монтохо были уничтожены, погиб 161 моряк, 210 были ранены. Ни один американский корабль не получил серьезных повреждений, лишь 9 человек были ранены. Война шла всего неделю, но испанский флот на Тихом океане уже был уничтожен. Когда Дьюи собрал офицеров в своей каюте, чтобы поблагодарить их, в заключение он сказал: «Джентльмены, другая сила, выше, чем наша, выиграла сегодняшнюю битву».

Практически односторонняя битва заставила некоторых скептиков усомниться в достижениях Дьюи. Он столкнулся с этим вскоре после боя и ответил так: «Я полагаю, это была бы более значительная победа, если бы, отведя корабли для завтрака во время боя, я сказал: «Никто до сих пор не погиб — так пусть кто-нибудь все-таки погибнет, иначе люди скажут, что мы вообще не сражались». И потом послал бы в качестве мишени один корабль, не поддержав его огнем остальных». Целью битвы является выигрыш с минимальными потерями. Дьюи сумел решить обе задачи. Если бы он понес более тяжелые потери, он не стал бы более великим адмиралом. Он был бы лишь более кровавым.