Отдельным эпизодом боя стал выход в 11-м часу утра из Биоркэзунда шведского отряда в составе 20 шхерных судов, посланных королем в подкрепление корабельному флоту. Этот отряд попытался атаковать ближайшие русские корабли, но был отражен своевременными действиями фрегатов Деннисона, поспешивших на веслах навстречу шхерным судам. После незначительной перестрелки шведские суда повернули назад в шхеры, не причинив вреда своему противнику.
Одновременно с этим ветер переменился на западный и после полудня стал усиливаться. Оказавшись на ветре, шведы повернули на юг, легли параллельно русскому флоту и атаковали его на правом галсе, направив главные усилия на адмиральский корабль «Иоанн Креститель» и кордебаталию. После перестрелки на большой дистанции, продолжавшейся около часа, в 3-м часу дня шведы стали приводить к ветру, и флоты настолько разошлись, что Круз дал сигнал «прекратить бой».
Около 5 часов дня русская эскадра, подойдя к мысу Долгому, снова повернула на север и выстроилась в линию баталии на левом галсе. Шведский флот находился между островом Сескаром и Биоркэ. В 6-м часу вечера шведские корабли стали последовательно спускаться к русскому авангарду, но не подходя на близкую дистанцию, поворачивали и ложились на встречный курс с русской эскадрой, из-за чего огонь не приносил противникам особого вреда, сражение оставалось нерешительным, а оба флота не потеряли ни одного корабля.
От эскадры Круза отделился корабль «Иоанн Богослов», ушедший в Кронштадт для ремонта. Ночь эскадра Круза продержалась в линии немного западнее меридиана Стирсудена, исправляя повреждения и готовясь к новому бою. Шведский флот находился в пяти милях южнее и тоже готовился к бою. Таким образом, за ночь положение противников не изменилось. Раненого вице-адмирала Сухотина отвезли в Кронштадт, но его флаг остался на корабле, чтобы не обнаруживать потери.
С утра 24 мая было маловетрие, горизонт застлан дымкой. После полудня подул юго-западный ветер, переходивший в западный. Эскадра Круза выстроилась в линию баталии на правом галсе.
Получив от своих фрегатов донесение, что русская ревельская эскадра прошла остров Нарген, шведский король приказал возобновить бой, который он рассчитывал кончить до подхода адмирал Чичагова. И как только позволил ветер, шведы идя правым галсом, атаковали русскую эскадру, которая отступила к востоку, стремясь завлечь шведов в глубину мелководной Кронштадской бухты.
В 5-м часу дня шведы открыли огонь, вскоре между их авангардом и частью русского флота завязалась оживленная перестрелка. Получив много повреждений в рангоуте и парусах, русская эскадра не смогла сохранить линию баталии: ее арьергард сбился в кучу, а шведы оттянули свой арьергард далеко за хвост русской колонны. Два шведских концевых корабля с четырьмя фрегатами, заметив разрыв русской линии, попытались отрезать арьергардные корабли. Но Круз своевременно послал Деннисона с его фрегатами на помощь арьергарду, и маневр шведов не удался.
Во время боя флоты приблизились к южному берегу, при повороте через фордевинд линия русской эскадры значительно расстроилась и, взяв курс на север, суда оказались в другом порядке. После 8 часов вечера ветер стал стихать, дым заволакивал весь горизонт, и флоты опять разошлись. Русская эскадра, несколько раз поворачивавшая через фордевинд, приближалась к Кронштадту.
Около 8 часов 30 минут вечера шведы увидели свой фрегат «Яррамас», форсировавший парусами и извещавший сигналом, что за ним гонится ревельская эскадра. Шведам грозила опасность оказаться между двух огней, положение их стало критическим, и корабельный флот Клинта начал отступать к западу при тихом переменчивом ветре. Русские эскадры еще не видели друг друга, но Круз, продолжая принятую им в ожидании подхода Чичагова тактику, не упускал из виду неприятеля, сделав во 2-м часу ночи сигнал: «гнаться за неприятелем». Его эскадра последовала за отступавшими шведами, прибавляя паруса. Туман и безветрие затрудняли преследование, и хотя Круз, получивший ночью известие о приближении Чичагова, действовал решительнее и на рассвете 25 мая поднял новый сигнал «преследовать неприятеля и атаковать его по способности», шведы ушли за остров Сескар. А утром 26 мая обе русские эскадры увидели друг друга. Шведский флот уже отходил за остров Торсари, исполняя приказание короля «Войти в Выборгскую бухту для прикрытия шхерного флота».
В обоих Стирсуденских (Красногорских) сражениях на эскадре Круза было 25 случаев разрыва пушек, из-за чего погибли 34 человека. Это не так уж и много, так как за два дня русские корабли сделали свыше 36 тысяч выстрелов. Общие русские потери доходили до 400 человек, почти столько же выбыло из строя у шведов. Вице-адмирал Сухотин скончался от полученных ран.
С тактической точки зрения действия вице-адмирала Круза следует считать удачными: будучи слабее неприятеля, он выждал подхода ревельской эскадры и в то же время не допустил неприятеля в Кронштадт и Петербург, воспользовавшись местностью для прикрытия своих флангов.
Шведская же сторона в этих сражениях допустила ряд крупных ошибок, отчасти объяснявшихся близостью короля Густава III, приславшего во время боя на флагманский корабль своего адъютанта капитана Смита с категоричными приказаниями тактического свойства. Например, непосредственное командование в шведском корабельном флоте было разделено между герцогом Зюдерманландским, перешедшим по настоянию Густава III на один из фрегатов («Улла-Ферзен») и флигель-лейтенантом Клинтом, оставшимся на флагманском корабле. Тактической ошибкой шведов было также стремление атаковать слабейшего противника непременно всей линией, спускаясь на него корабль на корабль.
Стратегически Стирсуденские сражения стали несомненной победой русского флота: операция шведов против Кронштадта не удалась, а герцогу Зюдерманландскому пришлось отступить в Выборгский залив. 26 мая его эскадра вошла в узкость при входе в этот залив и стала на якорь в линию между мысом Крюйсерорт и северной оконечностью острова Пейсари.
23 мая эскадра Чичагова покинула Ревель, где она оставалась после сражения 2 мая, и направилась к Кронштадту. 24 мая Чичагов был уже у острова Сескар и заметил уходивший после сражения у Стирсудена (Красной Горки) шведский флот. Многие шведские корабли имели сильные повреждения, боеприпасы были на исходе, команды утомлены и т.п. Поэтому Чичагов имел все шансы добить герцога Зюдерманландского.
Однако Чичагов в виду неприятеля сначала лег в дрейф, а потом, в ожидании нападения неприятеля, стал в боевом порядке на якорь. В оправдание того, что он сам не атаковал уходивших от Круза шведов, Чичагов ссылался на «случившийся туман», мешавший ему видеть неприятеля. Опровергая эту причину, Круз в донесении Екатерине II писал: «принужден признаться, что уход неприятеля не только весьма чувствителен для меня, но и для всех моих храбрых подчиненных, так как, по дошедшим до меня известиям, шведы находились в чрезмерном унынии и опасались несказанного этого двуогненного положения, от которого, надо думать, один только туман мог избавить неприятеля, без успеха со мной сражавшегося».
К 8 июля у Выборга сосредоточился русский корабельный флот в составе 27 кораблей, 5 фрегатов, 8 гребных фрегатов, двух больших кораблей и 10 мелких судов. (Корабли: «Болеслав», «Всеслав», «Двенадцать Апостолов», «Иануарий», «Иезекииль», «Изяслав», «Кир Иоанн», «Князь Владимир», «Максим Исповедник», «Мстислав», «Не тронь меня», «Пантелеймон», «Победослав», «Победоносец», «Принц Карл», «Принц Густав», «Прохор», «Ростислав», «Св. Елена», «Св. Николай», «Св. Петр», «Саратов», «Святослав», «Три Иерарха», «Царь Константин», «Чесма», «Ярослав»). Фрегаты: «Венус», «Премислав», «Слава», «Надежда Благополучия», «Подражислав». Гребные фрегаты: «Святой Павел», «Екатерина», «Мария», «Павел», «Александр», «Константин», «Николай», «Елена»).
Русский гребной флот был разбросан по нескольким портам. Главные его силы (52 судна) находились в Выборге, отрезанные от парусного флота. Командующий флотилией вице-адмирал принц Нассау-Зиген, несмотря на всю свою энергию, лишь с большим трудом набрал команды для комплектования судов и только 13 июня смог уйти из Кронштадта с 89 гребными судами. Еще ему были даны три корабля, которые, исправив свои повреждения после Стирсуденских боев, заняли свои посты у входа в Биоркэзунд, чтобы обеспечить сообщение блокирующего флота с Кронштадтом.
