美国舰队在去菲律宾的渡航中做了最后的作战准备，包括昼夜战斗演习，练演舰艇灭火和损管，并拆除了所有木制部件以防止火情加剧。4月30日下午，杜威派“波士顿”号和“康科德”号首先搜索了苏比克湾，未能发现西班牙舰队。杜威断言：“现在我们知道他们的位置了。”他指挥舰队一直驶向科雷希尔岛以南的航道，亲自领头进入三面为陆地怀抱的马尼拉湾。
在“奥林匹亚”号上的杜威准将
杜威准将表面很自信，但内心却焦虑不安。整个远东都认为马尼拉湾是坚不可摧的。港湾的航道上已经布设了水雷。三十年前，他的老上司法拉格特曾经闯过雷区，驶入莫比尔湾，大胜南方舰队。尽管自那以后水雷的性能有了很大的改进，但杜威估计马尼拉不会有能在远离科雷希尔岛的深水航道上准确布雷的工兵。于是，他决定利用夜幕的掩护将自己的舰队驶入港湾。后来，他写道：“每当我处于困难的境地，或被具体问题搞得茫然不知所措时，我就问自己：‘法拉格特会怎么办呢？’我们为进入马尼拉湾在进行各项准备工作时，我不断地向自己提出这个问题，我承认，那天晚上，我们进入马尼拉湾时我正在想着他，确信自己所做的正是他会做的。”
美国舰队进入马尼拉湾路线
在马尼拉湾的甲米地锚地，西班牙亚洲分舰队司令唐．帕特里西奥．蒙托霍（Montojo）海军少将正等待着这场强弱悬殊的战斗。相对于杜威的雄厚资本，蒙托霍手中的筹码少得可怜，说起来他麾下的舰艇近四十艘，可大多数是小得可怜的炮艇，广泛分布于菲律宾的各个港口，担负着封锁起义者海上运输线和配合陆军镇压起义军的任务。马尼拉港内停泊的七艘巡洋舰中，有2艘3000吨级的无防护巡洋舰，2艘1000吨级的鱼雷巡洋舰，3艘1000吨级的无防护巡洋舰，与美国亚洲分舰队比起来，实在是不堪一击。
雷娜．克里斯蒂娜号巡洋舰，西班牙亚洲分舰队旗舰
“雷娜．克里斯蒂娜”（Reina Cristina）号一级无防护铁壳巡洋舰：该舰以西班牙国王阿方索十二世的第二任妻子命名，1887年5月2日完工。
规格：标准排水量3090吨，满载排水量3520吨，定员380人，长278英尺3英寸（84.8米），宽43英尺4英寸（13.2米），吃水20英尺（6.1米）。
武备：6门6.4英寸（160毫米）炮，2门诺登飞70毫米炮，3门诺登飞57毫米炮，2门诺登飞42毫米炮，6门37毫米炮，3个14英寸（356毫米）鱼雷发射管。
动力：马力3900匹。
航速：10节，载煤500-720吨，续航力3900海里。
它的设计并不很成功，虽然装备了许多锅炉，却从未达到理论上的16节航速，基本上来说，它在建造时就已经过时了。很显然，它只能勉强和杜威最差的一艘“波士顿”号巡洋舰匹敌。
卡斯蒂利亚号巡洋舰
原先的旗舰 “卡斯蒂利亚”（Castilla）号是一艘老式的一级木壳巡洋舰，1881年完工。
规格：排水量3342吨，长236英尺（71.9米），宽44英尺（13.4米），吃水23英尺6英寸（7.2米）。
武备：4门5.9英寸（150毫米）炮，2门4.7英寸（120毫米）炮，6门57毫米炮，2个14英寸鱼雷发射管。
动力：马力1400匹。
航速：15节，载煤460吨。
定员：392人。
由于舰上动力系统故障，无法正常生火，不能靠其本身的动力航行，蒙托霍少将因此把司令部搬到了“雷娜．克里斯蒂娜”号上。
古巴岛号鱼雷巡洋舰
“古巴岛”（Iala Cuba）号鱼雷巡洋舰：1886年2月25日英国阿姆斯特朗船厂开工建造，1886年10月11日下水，1887年9月22日竣工，造价2400000西班牙银币。
规格：1030吨，长184英尺10英寸（56.3米），宽29英尺（9.1米），吃水12英尺6英寸（3.8米）。
武备：6门4.7英寸炮，8门6磅炮，，2门57毫米机关炮，2门37毫米机关炮，3个14英寸鱼雷发射管。
装甲：甲板1英寸（25毫米）至2.5英寸（64毫米），司令塔2英寸（51毫米）
动力：1897马力，强压通风下2627马力。
航速：14.2节，强压通风下可达15.9节。载煤164-200吨。
定员：164人。
吕宋岛号鱼雷巡洋舰
“吕宋岛”（Isla De Luzon）号鱼雷巡洋舰：与“古巴岛”号是同级姊妹舰，1886年2月25日英国阿姆斯特朗船厂开工建造，1886年11月13日下水，1887年9月22日竣工，造价2400000西班牙银币。
规格：1030吨，长184英尺10英寸（56.3米），宽29英尺（9.1米），吃水12英尺6英寸（3.8米）。
武备：6门4.7英寸炮，8门6磅炮，，2门57毫米机关炮，2门37毫米机关炮，3个14英寸鱼雷发射管。
装甲：甲板1英寸（25毫米）至2.5英寸（64毫米），司令塔2英寸（51毫米）
动力：1897马力，强压通风下2627马力。
航速：14.2节，强压通风下可达15.9节。载煤164-200吨。
定员：164人。
维拉斯科号巡洋舰
“维拉斯科”（Velasco）号二级无防护巡洋舰：
规格：1152吨，长210英尺（64米），宽32英尺（9.8米），吃水13英尺8英寸（4.2米）。
武备：4门6英寸炮，2门3英寸（76.2毫米）炮，2门机关炮，2个14英寸鱼类发射管。
动力：1500匹马力。
航速：13节，载煤200-220吨。
唐．璜．德．奥地利号巡洋舰
“唐．璜．德．奥地利”（Don Juan de Austria）号二级无防护巡洋舰：1883年开工建造，1887年1月23日下水，1888年完工。
规格：1152吨，长210英尺（64米），宽32英尺（9.8米），吃水13英尺8英寸（4.2米）。
武备：4门4.7英寸毫米炮，3门2.2英寸炮，2门1.5英寸炮，5门加特林机关炮，2个14英寸鱼雷发射管。
动力：马力1500匹。
航速：12.5节。
定员：130人。
“唐．安东尼奥．德乌洛亚”（Don Antonio de Ulloa）号二级无防护巡洋舰：与“维拉斯科”和“唐．璜．德．奥地利”是同级姊妹舰，1883年开工建造，1887年1月23日下水，1889年完工。
规格：1152吨，长210英尺（64米），宽32英尺（9.8米），吃水13英尺8英寸（4.2米）。
武备：4门4.7英寸35倍径炮，2门42毫米42倍径炮，4门37毫米20倍径炮，1门机关炮，2个14英寸鱼雷发射管，
动力：马力1600匹，
航速：14.5节，载煤200-220吨，续航力1950海里。
定员：10名军官，130名士兵。
另外还有一些辅助舰艇：
“杜罗阿侯爵”（Marques del Duero）号通讯舰，492吨，1875年完工，装备1门6.4英寸毫米前膛炮，2门4.7英寸炮，1门机关炮，航速10节。
莱索将军号炮舰
“莱索将军”（General Lezo）号炮舰，520吨，1883年完工，2门120毫米炮，1门90毫米炮，2门25毫米炮，1个鱼雷发射管，航速9.5节。
很明显，西班牙舰队根本不是杜威的对手，它的总吨位只有1.3万余吨，火炮139门，数量比杜威舰队还多些，但100毫米以上的只有39门，200毫米以上的重炮更是一门也没有。蒙托霍深知自己在机动作战中没有可能打败美国分舰队，于是，他打算在锚地抗击，把自己的军舰当成要塞舰队支援海岸炮兵轰击美舰。在敌强我弱的情况下，这也不失为一个合适的选择，因为美国在远东没有多少陆军，军舰不可能开上岸去占领菲律宾，只要能牵制住杜威舰队，在相当长的一段时间内，美国人将对菲律宾无可奈何。
左侧为西班牙军舰，右侧为美国舰队
但是令人无奈的是，蒙托霍并没有在主航道上布下密集的水雷阵，而这恰恰是防止美国舰队突入港湾的关键所在。谁也不会认为，仅靠炮台上那些老式火炮，可以把强大的美国人阻拦在港外。之所以会出现这样的疏漏，是因为西班牙人根本没有足够的水雷，即使手头有的水雷也缺乏部件无法使用。如果蒙托霍能在航道上自沉几艘旧船，也可以挽救自己的舰队。但似乎这位少将已经决定听天由命，西班牙舰队的命运无法更改了。
1898年5月1日午夜刚过，当美国分舰队没有触及任何水雷，几乎要全部顺利地驶入马尼拉湾时，航道南面的几门岸炮开火了，但美国军舰的炮火很快就对它们进行了压制。以“奥林匹亚”打头，依次由“巴尔的摩”号、“罗利”号、“海燕”号、“康科德”号、“波士顿”号排成“一”字队形的舰队以每小时八海里的速度无一损伤地进入了海湾。黎明时，杜威的分舰队已经逼近马尼拉，开始搜寻西班牙舰队。马尼拉城三个炮台和甲米地两个炮台的炮兵开了火，可惜全都打偏了。
蒙托霍为了使马尼拉城免受美舰的炮击，就把他的舰队部署在甲米地，大致以东西方向横过贝科湾口，其左翼位于加纳科湾浅滩。凌晨4时，西班牙舰队发现了逼近的美国舰队，蒙托霍下令升火备战。5时20分，所有西班牙军舰一起开火射击（与美国人记载的开火时间稍有不同），而因为没有弹药补给地，美舰为了节省弹药一直逼近到离西班牙舰队只有5000码的距离。5时40分，杜威对“奥林匹亚”号舰长查尔斯·V·格里德利（Charles V. Gridley）下令：“准备完毕，即可开火。”（You may fire when ready。）
1898年5月1日5时41分，“奥林匹亚”号的主炮发出了怒吼，美国军舰一艘接一艘地陆续开火。
“雷娜．克里斯蒂娜”号的残骸
美国军舰在西班牙军舰前2000到5000码处排成几乎与其平行的队列，反方向行进并往复航行，不断地进行射击。“巴尔的摩”号、“奥林匹亚”号和“波士顿”号集中射击西班牙旗舰“雷娜．克里斯蒂娜”号，使她前甲板和船体多处中弹。西班牙人力图用勇敢的行动来挽回败局，好几艘西班牙军舰，包括“雷娜．克里斯蒂娜”号，几次企图冲击美舰，使用鱼雷或者撞击战术，均遭猛烈的炮火重创，“雷娜．克里斯蒂娜”号至少中了一发8英寸炮弹，船身倾斜，被迫放弃了，全舰阵亡150人，其中包括舰长D.Luis.Cadarso.Y.Rey，另有90人受伤。蒙托霍少将把司令旗转移到旁边的“古巴岛”号上。
“卡斯蒂利亚”的残骸
两只被放下水的鱼雷艇试图攻击“奥林匹亚号”，其中一艘很快就被炮火击沉，另一艘也随即受伤搁浅，都没有来得及发射鱼雷。6时30分，无法移动的“卡斯蒂利亚”号也遭到沉重打击，被美国炮弹接连击中，一门150毫米炮和一门120毫米炮毁坏，炮位上的所有炮手非死即伤；7时15分，舰体又被击中，受到严重破坏。
7时35分，杜威因接到５英寸速射炮弹药短缺的误报决定暂时撤离，准备必要时将弹药予以重新分配。此时，由于马尼拉城的三个炮台一直对美国舰队进行炮击，而其位置较高，舰炮仰角不够，难以压制。杜威便向西班牙总督送交一份措辞强硬的公函，警告他立即停止射击，否则就炮轰马尼拉。吓破了胆的西班牙总督立即下令炮台停止射击，于是炮台上的西班牙人将被迫眼睁睁地看着军舰上的西班牙人被屠杀。总督这种抛弃下属来挽救自己的卑劣行径简直令人发指。
“维拉斯科”号的残骸
“唐．安东尼奥．德乌洛亚”号的残骸
“杜阿罗侯爵”号的残骸
11时16分，杜威重新开战，他精明地观察到西班牙舰船甲板上堆满了烧锅炉用的木柴、煤等易燃物，果断下令对准这些引火材料射击。很快，柴草引发的熊熊烈火吞噬了西班牙舰艇。“卡斯蒂利亚”号早已于8时30分弃船，该舰共有25人丧生，80人负伤。 “唐．安东尼奥．德乌洛亚”号抢滩搁浅并燃起了熊熊大火，她一共中了33发炮弹（4发8英寸、3发6英寸、1发5英寸以及一些47毫米和37毫米炮弹），有8人死亡、10人受伤。她的姊妹舰“唐．璜．德．奥地利”号也遭到了同样的命运。毫无武装的“曼达诺岛”号运输舰（4195吨）最为悲惨，她被“康科德”号炮舰用6英寸主炮猛轰，燃起了熊熊大火，西班牙船员无法阻止火势而弃船，船遂被完全焚毁。“杜阿罗侯爵”号中8英寸和6英寸炮弹各一发，一门边炮和一个引擎被打坏，随即自沉。
自沉后的“古巴岛”号
自沉后的“吕宋岛”号
幸存到最后的是“古巴岛”号和“吕宋岛”号这两艘同型巡洋舰，她们的防护装甲使得船身的损坏不大，前者只受轻伤，船员有2人负伤；后者被被美国战舰击中三次，共有6名船员负伤。但眼见大势已去的西班牙人最终放弃了继续抵抗的念头，把这两艘船自沉了。一个小时的炮击使西班牙舰队全军覆灭。当12时40分杜威下令停火时，蒙托霍所有的舰只不是处于浓焰烈火之中，就是葬身海底，或是被船员放弃了。
西班牙亚洲分舰队司令蒙托霍
西班牙人在这场战斗中共伤亡381人，包括蒙托霍的两个儿子；而杜威的舰队只有“巴尔的摩”号8人负伤，“麦卡洛克”号1人死亡。受过正规射击训练的美舰至少命中了170发，而缺乏射击实践的西班牙水兵仅仅命中了15发。西班牙的“雷娜．克里斯蒂娜”号、“卡斯蒂利亚”号、“唐．安东尼奥．德乌洛亚”号沉没；“莱索将军”号、“维拉斯科”号焚毁；“唐．璜．德．奥地利”号、“吕宋岛”号、“古巴岛”号、“杜阿罗侯爵”号等被打捞后修复使用。美国人的胜利不仅靠实力上占优势，而且也是他们准备充分的结果。杜威说：“马尼拉战役是在香港码头打赢的。”他还应该加上一句，那就是，这是个审势度时的胜利。如果他没有及时发现和打败蒙托霍的舰队，那么，他的供给就难以为继了。
这场海战是一次力量悬殊的较量，西班牙人没有在航道上布雷设障，就已经决定了自己舰队的命运。但更严重的是西班牙内阁和海军部犯了严重的战略错误，他们没有想到美国会在太平洋和大西洋同时动手，因此没有及时地往实力薄弱的菲律宾派去一兵一卒。但是蒙托霍将军依然被作为替罪羊送上了军事法庭，使他幸免于极刑的居然是杜威写来的一封证词：
“虽然没有准确了解你的船只状况，但我毫不犹豫地告诉你，我已经向我的政府报告说，你在甲米地的抵抗是极端勇敢的。你的旗舰发起的冲锋，尤其体现了贵国的勇敢传统。”
最终蒙托霍被释放，但依然被强制退役。
