得悉两艘新联合王国海军巡洋舰受损，意军连忙遣上第二波战机。由于攻击时间较计划提前了半个小时，一些战斗机没来得及加入护航队列，一些编入预备队的.84型陆基鱼雷轰炸机被派遣上阵这种构造跟.79相仿的轰炸机因操控性较差而饱受批评，经过接连几次技术改进并更换发动机后，情况有所好转，但依然存在攻击不给力、防守不牢靠的弊病，若不是替代型号的生产计划一再拖延，它们早就退出意大利海军航空兵的现役阵容了。
意军第二波空袭机群，规模几乎是第一波的两倍，意军指挥层此举可谓是志在必得，但这些战机还没来得及对放慢航速进行抢修的敌方巡洋舰编队展开攻击，就遭遇了敌军舰载战斗机的拦截。此次出战，所有的意大利战斗机飞行员接到了上级的死命令，要求他们不惜代价保护本方轰炸机，而在战术上，意军指挥官也做出了调配：半数.205以牺牲滞空时间为代价挂载空空火箭弹，用以增强空战攻击力，余下的战斗机悉数挂载副油箱，以便为轰炸机群提供全程护航，这样的部署看似稳妥，却无奈对方得到了空中预警机的精准指引30架ir-44t分工协作，一队在正面进行冲杀，分散部分意军战斗机的注意力，一队自高空俯冲而下，用空空火箭弹扰乱意军轰炸机群的密集编队，还有一队伺机从后方突入意军轰炸机编队，使意军战斗机难以首尾兼顾。
乱战中，意军接连损失了4架.84陆基鱼雷轰炸机以及5架ba.205型陆基俯冲轰炸机，另有4架.55被击落，尽管它们也成功干掉了8架ir-44t，还击伤了至少3架，但当新联合王国海军舰载机撤走之时，余下的意军战机已经很难再组织起像样的攻击了。在向两艘敌舰投下了7条鱼雷和19枚航弹之后，意军第二波空袭草草收场。
意大利海空军航空部队的作战报告经由海军司令部源源不断发送给航行中的比昂凯利舰队。通过这些战报，比昂凯利中将和他麾下的军官们得以做出判断：出现在撒丁岛以西海域的两艘敌方巡洋舰只是对方的诱饵，真正的“大鱼”是隐藏在视线之外的敌方航母编队。在当下的海战模式下，战列舰队在航母编队面前毫无优势可言，硬拼硬碰必定招致失败，即便是在恶劣天气的掩护下悄悄靠近，敌方航母也有很大的机会利用航速逃之夭夭，所以他们唯一的取胜机会便是发挥好“天鹰座”号的作用。可是，那艘奉命进行静默航行的航母现状究竟如何，匆匆中断维修工程是否会对它的作战性能造成不利印象，这些都是比昂凯利必须考虑的因素。