美國艦隊在去菲律賓的渡航中做了最後的作戰準備，包括晝夜戰鬥演習，練演艦艇滅火和損管，並拆除了所有木製部件以防止火情加劇。4月30日下午，杜威派“波士頓”號和“康科德”號首先搜索了蘇比克灣，未能發現西班牙艦隊。杜威斷言：“現在我們知道他們的位置了。”他指揮艦隊一直駛向科雷希爾島以南的航道，親自領頭進入三面為陸地懷抱的馬尼拉灣。
在“奧林匹亞”號上的杜威准將
杜威准將表面很自信，但內心卻焦慮不安。整個遠東都認為馬尼拉灣是堅不可摧的。港灣的航道上已經佈設了水雷。三十年前，他的老上司法拉格特曾經闖過雷區，駛入莫比爾灣，大勝南方艦隊。儘管自那以後水雷的性能有了很大的改進，但杜威估計馬尼拉不會有能在遠離科雷希爾島的深水航道上準確佈雷的工兵。於是，他決定利用夜幕的掩護將自己的艦隊駛入港灣。後來，他寫道：“每當我處於困難的境地，或被具體問題搞得茫然不知所措時，我就問自己：‘法拉格特會怎麼辦呢？’我們為進入馬尼拉灣在進行各項準備工作時，我不斷地向自己提出這個問題，我承認，那天晚上，我們進入馬尼拉灣時我正在想著他，確信自己所做的正是他會做的。”
美國艦隊進入馬尼拉灣路線
在馬尼拉灣的甲米地錨地，西班牙亞洲分艦隊司令唐．帕特里西奧．蒙託霍（Montojo）海軍少將正等待著這場強弱懸殊的戰鬥。相對於杜威的雄厚資本，蒙託霍手中的籌碼少得可憐，說起來他麾下的艦艇近四十艘，可大多數是小得可憐的炮艇，廣泛分佈於菲律賓的各個港口，擔負著封鎖起義者海上運輸線和配合陸軍鎮壓起義軍的任務。馬尼拉港內停泊的七艘巡洋艦中，有2艘3000噸級的無防護巡洋艦，2艘1000噸級的魚雷巡洋艦，3艘1000噸級的無防護巡洋艦，與美國亞洲分艦隊比起來，實在是不堪一擊。
雷娜．克里斯蒂娜號巡洋艦，西班牙亞洲分艦隊旗艦
“雷娜．克里斯蒂娜”（Reina Cristina）號一級無防護鐵殼巡洋艦：該艦以西班牙國王阿方索十二世的第二任妻子命名，1887年5月2日完工。
規格：標準排水量3090噸，滿載排水量3520噸，定員380人，長278英尺3英寸（84.8米），寬43英尺4英寸（13.2米），吃水20英尺（6.1米）。
武備：6門6.4英寸（160毫米）炮，2門諾登飛70毫米炮，3門諾登飛57毫米炮，2門諾登飛42毫米炮，6門37毫米炮，3個14英寸（356毫米）魚雷發射管。
動力：馬力3900匹。
航速：10節，載煤500-720噸，續航力3900海里。
它的設計並不很成功，雖然裝備了許多鍋爐，卻從未達到理論上的16節航速，基本上來說，它在建造時就已經過時了。很顯然，它只能勉強和杜威最差的一艘“波士頓”號巡洋艦匹敵。
卡斯蒂利亞號巡洋艦
原先的旗艦 “卡斯蒂利亞”（Castilla）號是一艘老式的一級木殼巡洋艦，1881年完工。
規格：排水量3342噸，長236英尺（71.9米），寬44英尺（13.4米），吃水23英尺6英寸（7.2米）。
武備：4門5.9英寸（150毫米）炮，2門4.7英寸（120毫米）炮，6門57毫米炮，2個14英寸魚雷發射管。
動力：馬力1400匹。
航速：15節，載煤460噸。
定員：392人。
由於艦上動力系統故障，無法正常生火，不能靠其本身的動力航行，蒙託霍少將因此把司令部搬到了“雷娜．克里斯蒂娜”號上。
古巴島號魚雷巡洋艦
“古巴島”（Iala Cuba）號魚雷巡洋艦：1886年2月25日英國阿姆斯特朗船廠開工建造，1886年10月11日下水，1887年9月22日竣工，造價2400000西班牙銀幣。
規格：1030噸，長184英尺10英寸（56.3米），寬29英尺（9.1米），吃水12英尺6英寸（3.8米）。
武備：6門4.7英寸炮，8門6磅炮，，2門57毫米機關炮，2門37毫米機關炮，3個14英寸魚雷發射管。
裝甲：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）
動力：1897馬力，強壓通風下2627馬力。
航速：14.2節，強壓通風下可達15.9節。載煤164-200噸。
定員：164人。
呂宋島號魚雷巡洋艦
“呂宋島”（Isla De Luzon）號魚雷巡洋艦：與“古巴島”號是同級姊妹艦，1886年2月25日英國阿姆斯特朗船廠開工建造，1886年11月13日下水，1887年9月22日竣工，造價2400000西班牙銀幣。
規格：1030噸，長184英尺10英寸（56.3米），寬29英尺（9.1米），吃水12英尺6英寸（3.8米）。
武備：6門4.7英寸炮，8門6磅炮，，2門57毫米機關炮，2門37毫米機關炮，3個14英寸魚雷發射管。
裝甲：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）
動力：1897馬力，強壓通風下2627馬力。
航速：14.2節，強壓通風下可達15.9節。載煤164-200噸。
定員：164人。
維拉斯科號巡洋艦
“維拉斯科”（Velasco）號二級無防護巡洋艦：
規格：1152噸，長210英尺（64米），寬32英尺（9.8米），吃水13英尺8英寸（4.2米）。
武備：4門6英寸炮，2門3英寸（76.2毫米）炮，2門機關炮，2個14英寸魚類發射管。
動力：1500匹馬力。
航速：13節，載煤200-220噸。
唐．璜．德．奧地利號巡洋艦
“唐．璜．德．奧地利”（Don Juan de Austria）號二級無防護巡洋艦：1883年開工建造，1887年1月23日下水，1888年完工。
規格：1152噸，長210英尺（64米），寬32英尺（9.8米），吃水13英尺8英寸（4.2米）。
武備：4門4.7英寸毫米炮，3門2.2英寸炮，2門1.5英寸炮，5門加特林機關炮，2個14英寸魚雷發射管。
動力：馬力1500匹。
航速：12.5節。
定員：130人。
“唐．安東尼奧．德烏洛亞”（Don Antonio de Ulloa）號二級無防護巡洋艦：與“維拉斯科”和“唐．璜．德．奧地利”是同級姊妹艦，1883年開工建造，1887年1月23日下水，1889年完工。
規格：1152噸，長210英尺（64米），寬32英尺（9.8米），吃水13英尺8英寸（4.2米）。
武備：4門4.7英寸35倍徑炮，2門42毫米42倍徑炮，4門37毫米20倍徑炮，1門機關炮，2個14英寸魚雷發射管，
動力：馬力1600匹，
航速：14.5節，載煤200-220噸，續航力1950海里。
定員：10名軍官，130名士兵。
另外還有一些輔助艦艇：
“杜羅阿侯爵”（Marques del Duero）號通訊艦，492噸，1875年完工，裝備1門6.4英寸毫米前膛炮，2門4.7英寸炮，1門機關炮，航速10節。
萊索將軍號炮艦
“萊索將軍”（General Lezo）號炮艦，520噸，1883年完工，2門120毫米炮，1門90毫米炮，2門25毫米炮，1個魚雷發射管，航速9.5節。
很明顯，西班牙艦隊根本不是杜威的對手，它的總噸位只有1.3萬餘噸，火炮139門，數量比杜威艦隊還多些，但100毫米以上的只有39門，200毫米以上的重炮更是一門也沒有。蒙託霍深知自己在機動作戰中沒有可能打敗美國分艦隊，於是，他打算在錨地抗擊，把自己的軍艦當成要塞艦隊支援海岸炮兵轟擊美艦。在敵強我弱的情況下，這也不失為一個合適的選擇，因為美國在遠東沒有多少陸軍，軍艦不可能開上岸去佔領菲律賓，只要能牽制住杜威艦隊，在相當長的一段時間內，美國人將對菲律賓無可奈何。
左側為西班牙軍艦，右側為美國艦隊
但是令人無奈的是，蒙託霍並沒有在主航道上佈下密集的水雷陣，而這恰恰是防止美國艦隊突入港灣的關鍵所在。誰也不會認為，僅靠炮臺上那些老式火炮，可以把強大的美國人阻攔在港外。之所以會出現這樣的疏漏，是因為西班牙人根本沒有足夠的水雷，即使手頭有的水雷也缺乏部件無法使用。如果蒙託霍能在航道上自沉幾艘舊船，也可以挽救自己的艦隊。但似乎這位少將已經決定聽天由命，西班牙艦隊的命運無法更改了。
1898年5月1日午夜剛過，當美國分艦隊沒有觸及任何水雷，幾乎要全部順利地駛入馬尼拉灣時，航道南面的幾門岸炮開火了，但美國軍艦的炮火很快就對它們進行了壓制。以“奧林匹亞”打頭，依次由“巴爾的摩”號、“羅利”號、“海燕”號、“康科德”號、“波士頓”號排成“一”字隊形的艦隊以每小時八海里的速度無一損傷地進入了海灣。黎明時，杜威的分艦隊已經逼近馬尼拉，開始搜尋西班牙艦隊。馬尼拉城三個炮臺和甲米地兩個炮臺的炮兵開了火，可惜全都打偏了。
蒙託霍為了使馬尼拉城免受美艦的炮擊，就把他的艦隊部署在甲米地，大致以東西方向橫過貝科灣口，其左翼位於加納科灣淺灘。凌晨4時，西班牙艦隊發現了逼近的美國艦隊，蒙託霍下令升火備戰。5時20分，所有西班牙軍艦一起開火射擊（與美國人記載的開火時間稍有不同），而因為沒有彈藥補給地，美艦為了節省彈藥一直逼近到離西班牙艦隊只有5000碼的距離。5時40分，杜威對“奧林匹亞”號艦長查爾斯·V·格里德利（Charles V. Gridley）下令：“準備完畢，即可開火。”（You may fire when ready。）
1898年5月1日5時41分，“奧林匹亞”號的主炮發出了怒吼，美國軍艦一艘接一艘地陸續開火。
“雷娜．克里斯蒂娜”號的殘骸
美國軍艦在西班牙軍艦前2000到5000碼處排成幾乎與其平行的隊列，反方向行進並往復航行，不斷地進行射擊。“巴爾的摩”號、“奧林匹亞”號和“波士頓”號集中射擊西班牙旗艦“雷娜．克里斯蒂娜”號，使她前甲板和船體多處中彈。西班牙人力圖用勇敢的行動來挽回敗局，好幾艘西班牙軍艦，包括“雷娜．克里斯蒂娜”號，幾次企圖衝擊美艦，使用魚雷或者撞擊戰術，均遭猛烈的炮火重創，“雷娜．克里斯蒂娜”號至少中了一發8英寸炮彈，船身傾斜，被迫放棄了，全艦陣亡150人，其中包括艦長D.Luis.Cadarso.Y.Rey，另有90人受傷。蒙託霍少將把司令旗轉移到旁邊的“古巴島”號上。
“卡斯蒂利亞”的殘骸
兩隻被放下水的魚雷艇試圖攻擊“奧林匹亞號”，其中一艘很快就被炮火擊沉，另一艘也隨即受傷擱淺，都沒有來得及發射魚雷。6時30分，無法移動的“卡斯蒂利亞”號也遭到沉重打擊，被美國炮彈接連擊中，一門150毫米炮和一門120毫米炮毀壞，炮位上的所有炮手非死即傷；7時15分，艦體又被擊中，受到嚴重破壞。
7時35分，杜威因接到５英寸速射炮彈藥短缺的誤報決定暫時撤離，準備必要時將彈藥予以重新分配。此時，由於馬尼拉城的三個炮臺一直對美國艦隊進行炮擊，而其位置較高，艦炮仰角不夠，難以壓制。杜威便向西班牙總督送交一份措辭強硬的公函，警告他立即停止射擊，否則就炮轟馬尼拉。嚇破了膽的西班牙總督立即下令炮臺停止射擊，於是炮臺上的西班牙人將被迫眼睜睜地看著軍艦上的西班牙人被屠殺。總督這種拋棄下屬來挽救自己的卑劣行徑簡直令人髮指。
“維拉斯科”號的殘骸
“唐．安東尼奧．德烏洛亞”號的殘骸
“杜阿羅侯爵”號的殘骸
11時16分，杜威重新開戰，他精明地觀察到西班牙艦船甲板上堆滿了燒鍋爐用的木柴、煤等易燃物，果斷下令對準這些引火材料射擊。很快，柴草引發的熊熊烈火吞噬了西班牙艦艇。“卡斯蒂利亞”號早已於8時30分棄船，該艦共有25人喪生，80人負傷。 “唐．安東尼奧．德烏洛亞”號搶灘擱淺並燃起了熊熊大火，她一共中了33發炮彈（4發8英寸、3發6英寸、1發5英寸以及一些47毫米和37毫米炮彈），有8人死亡、10人受傷。她的姊妹艦“唐．璜．德．奧地利”號也遭到了同樣的命運。毫無武裝的“曼達諾島”號運輸艦（4195噸）最為悲慘，她被“康科德”號炮艦用6英寸主炮猛轟，燃起了熊熊大火，西班牙船員無法阻止火勢而棄船，船遂被完全焚燬。“杜阿羅侯爵”號中8英寸和6英寸炮彈各一發，一門邊炮和一個引擎被打壞，隨即自沉。
自沉後的“古巴島”號
自沉後的“呂宋島”號
倖存到最後的是“古巴島”號和“呂宋島”號這兩艘同型巡洋艦，她們的防護裝甲使得船身的損壞不大，前者只受輕傷，船員有2人負傷；後者被被美國戰艦擊中三次，共有6名船員負傷。但眼見大勢已去的西班牙人最終放棄了繼續抵抗的念頭，把這兩艘船自沉了。一個小時的炮擊使西班牙艦隊全軍覆滅。當12時40分杜威下令停火時，蒙託霍所有的艦隻不是處於濃焰烈火之中，就是葬身海底，或是被船員放棄了。
西班牙亞洲分艦隊司令蒙託霍
西班牙人在這場戰鬥中共傷亡381人，包括蒙託霍的兩個兒子；而杜威的艦隊只有“巴爾的摩”號8人負傷，“麥卡洛克”號1人死亡。受過正規射擊訓練的美艦至少命中了170發，而缺乏射擊實踐的西班牙水兵僅僅命中了15發。西班牙的“雷娜．克里斯蒂娜”號、“卡斯蒂利亞”號、“唐．安東尼奧．德烏洛亞”號沉沒；“萊索將軍”號、“維拉斯科”號焚燬；“唐．璜．德．奧地利”號、“呂宋島”號、“古巴島”號、“杜阿羅侯爵”號等被打撈後修復使用。美國人的勝利不僅靠實力上佔優勢，而且也是他們準備充分的結果。杜威說：“馬尼拉戰役是在香港碼頭打贏的。”他還應該加上一句，那就是，這是個審勢度時的勝利。如果他沒有及時發現和打敗蒙託霍的艦隊，那麼，他的供給就難以為繼了。
這場海戰是一次力量懸殊的較量，西班牙人沒有在航道上佈雷設障，就已經決定了自己艦隊的命運。但更嚴重的是西班牙內閣和海軍部犯了嚴重的戰略錯誤，他們沒有想到美國會在太平洋和大西洋同時動手，因此沒有及時地往實力薄弱的菲律賓派去一兵一卒。但是蒙託霍將軍依然被作為替罪羊送上了軍事法庭，使他倖免於極刑的居然是杜威寫來的一封證詞：
“雖然沒有準確瞭解你的船隻狀況，但我毫不猶豫地告訴你，我已經向我的政府報告說，你在甲米地的抵抗是極端勇敢的。你的旗艦發起的衝鋒，尤其體現了貴國的勇敢傳統。”
最終蒙託霍被釋放，但依然被強制退役。
