Описав огромный, диаметром почти в 2/3 мили, круг, «Фердинанд Макс» в третий раз нырнул в тучу порохового дыма в надежде найти в нем и таранить «Короля Италии». Атакой командовал лично адмирал Тегетхоф, для которого специально перед сражением устроили легкий навесной мостик – чтобы можно было лучше наблюдать за обстановкой.
На этот раз ему повезло: из густой завесы дыма перед самым носом австрийского броненосца выплыл высокий серый борт большого итальянского корабля. Тегетхоф приказал дать полный ход и в то же время приготовиться машинистам к тому, чтобы быстро отработать машинами обратно. На 11,5 узлах ровно в 11:30 «Фердинанд Макс» врезался в борт «Ре д’Италия»; на этот раз у итальянского корабля не было никаких шансов увернуться: имея один винт, он не мог даже менять курс, пуская винты враздрай, как это делают в случае выхода рулевого управления из строя многовинтовые корабли. «Ре д’Италия» мог двигаться только вперед и назад, но и эти перемещения были ограничены австрийскими кораблями.
«Фердинанд Макс» сразу же дал задний ход, но в те несколько секунд, пока он вытаскивал свой таран из борта итальянского броненосца, его успело развернуть продолжавшим движение итальянским кораблём. Возможно, этот поворот его и спас: один из броненосцев итальянского авангарда – успевшая вернуться на поддержку кордебаталии «Анкона» – таранил австрийского флагмана, но удар пришёлся вскользь. Вслед за тем «Анкона» дала залп в упор, но тоже без всякого эффекта: впоследствии выяснилось, что командир судна настолько задержался с решением вопроса, стальными ли или чугунными снарядами заряжать пушки, что канониры выпалили одним только порохом.
Продолжая движение вдоль сбившихся в кучу кораблей, далее «Анкона» столкнулась с итальянской же канонерской лодкой «Варезе» и сбила с ней несколько броневых плит. Почти в то же время столкнулись еще два итальянских броненосца – «Мария Пиа» и «Сан Мартино», но без особого ущерба друг другу.
«Ре д‘Италия» затонула спустя полторы минуты после столкновения. В критической ситуации экипаж проявил массовый героизм. Стрелки на марсах продолжали вести огонь даже после того, когда палуба судна погружалась в воду. Солёная вода заливала глотки матросов, которые в последние мгновения жизни кричали «Венеция наша!» Капитан броненосца, представитель одного из стариннейших итальянских родов Эмилио Фаа ди Бруно, по преданию, застрелился на капитанском мостике.
Австрийцы в этих трагических обстоятельствах показали себя не с лучшей стороны. С подошедших канонерок был открыт ружейный огонь по спасающимся итальянцам. Еще два человека было убито и двое ранено в воде.
Тем не менее, гибель, с гордо развевающимся флагом, «Ре д’Италия» словно послужило сигналом к окончанию бойни. Два австрийских броненосца конвоировали сильно поврежденного «Кайзера», в порт Сан Джорджио. Наконец-то подошедший к месту боя отряд Альбани открыл пальбу хотя и с очень дальней дистанции, но это охладило пыл австрийцев.
В свою очередь, не слишком рьяная попытка Вакка вернуться к эпицентру боя с броненосцами «Принчипе Кариньяно» и «Кастельфидардо» была парирована огнём австрийских фрегатов «Донау», «Шварценберг» и «Радецкий». Напрасно Персано подавал с борта «Аффондаторе» своим подчиненным сигналы о продолжении сражения. Совершая свой стремительный переход с корабля на корабль, адмирал не поставил своих подчиненных в известность о том, что поменялся флагман (или сделал это не достаточно чётко), и теперь итальянцы просто не обращали внимания на его сигналы. Или же знали о переходе, но, всё равно, не желали замечать адмиральских команд. Тем более, что сам «Аффондаторе» в гущу боя не лез и занимался охраной горящего «Палестро», взятого на буксир пароходом «Говерноло» и двигавшегося к Анконе.
Уже после окончания сражения, в 14:30, огонь добрался до пороховых погребов «Палестро» и корабль взорвался. Предварительно его капитан Капеллини, предвидя судьбу судна, предложил экипажу покинуть корабль, но люди все, как один, остались и продолжали борьбу с огнём. «Палестро» погиб почти со всем экипажем.
Море было бурным, и Тегетхоф послал канонерки в порт Сан Джорджио проверить, не расставили ли там итальянцы мин. К вечеру в этой гавани собрался весь австрийский флот. Персано с оставшимися кораблями до глубокого вечера маневрировал возле Лиссы, но в 22:30 увел свой флот в Анкону.
Потери итальянцев были велики: на «Палестро» погибло 11 офицеров и 193 матроса, на «Ре д’Италия» – 408 человек, на остальных кораблях – 7 человек; еще 7 офицеров и 32 нижних чина были ранены. Персано был снят с должности командующего флотом; ходили слухи, что от смертной казни его спасло только покровительство короля.
Оба младших флагмана – Вакка и Альбани – после расследования без лишней огласки оставили службу во флоте.