Bitka za Vis započela je u jutarnjim satima 19. srpnja 1866. Paljba je otvorena je iz baterija Re d'Italije pod komandom admirala Persana. Prema baterijama smještenih iznad Komiže vatru su otvorile oklopnjače Terribile, Varesa i još jedan brod pod komandom kontraadmirala Vacce, a Milnu (Manego) su bombardirala dva drvena broda pod komandom viceadmirala Albinia. Posade na otoku Visu grčevito su se branile iz svih raspoloživih oružja. Vacca i Albini svojevoljno prekidaju napad nakon smo dva sata tijekom kojih su uspjeli pogoditi skladišta oružja. Plove prema Visu ususret Persanu. Talijanska oklopnjača Formidabile prva se probija u višku luku i vodi dvoboj s baterijom Gospe. Prepucavanje traje cijeli dan i pošto talijanski izviđački brod nije niti dobro ocijenio vojno stanje branitelja tek do noći 19. srpnja viške baterije su ušutkane. Talijani su na kraju dana znatno potrošili zalihe ugljena i streljiva. Talijani unatoč povoljnoj situaciji odgađaju iskrcavanje za sutradan i povlače se iz zaljeva. Rano ujutro 20. srpnja 1866. četiri oklopnjače zauzimaju višku luku. No nisu odmah se iskrcali radi žestoke obrane s obale i jakog vijetra.

Tegetthoff dobiva poruku o talijanskom napadu na Vis u jutarnjim satima 19.06. Međutim, ovu informaciju je uzeo s rezervom jer je mislio da je to smicalica talijanske mornarice da bi odvukli austrougarsku flotu iz Pule i tako Pulu i Rijeku ostavili ranjivima. No, posljednji brzoglasi branitelja Visa s pozivima u pomoć natjerali su ga na legendarnu naredbu: »Sve snage pravac Vis«. Kad se austrijska eskadra približila Visu, zapazio ju je izvidnički brod Esploratore. Tegetthoff bez oklijevanja prelazi u napad. Persano zbog panike i kukavičluka, odlučuje se prekrcati na Affondatore te zaboravlja admiralsku zastave pri čemu se gubi dragocjeno vrijeme. Mnogi zapovjednici ne znaju za Persanov prekrcaj, pa ne obraćaju pozornost na Affondatore. Ploveći ususret neprijatelju, zbog zabune u zapovijedanju, talijanska eskadra se razdvaja na tri dijela.Talijanska flota imala je više brodova i ljudi. Nastojala je to iskoristiti nametanjem borbe na distanci topovskim plotunima. Zapovjednik austrijske flote to zna i napada klinom. Počinje topnička paljba svih brodova. Austrijska eskadra probija talijanski stroj, okreće prema sjeveru i prestrojava se u brazdu. U sudaru s oklopnjačom Re di'Portogallo austrijski linijski brod Kaiser gubi kosnik i prednji jarbol. Admiralski brod Erzherzog Ferdinand Max udara najprije oklopnjaču Re d'Italia, kojoj strada kormilo, a potom oklopnjaču Palestro.
U drugom udaru Ferdinand Max probio je trup Re d'Italije u dubini od oko dva metra, a potom se vožnjom krmom uspijeva odvojiti od talijanske oklopnjače koja se odmah naginje na lijevi bok. Od siline udarca talijanska je zastava pala na austrijski brod, a ponosno ju je podigao hrvatski oficir Nikola Karković i Bio je to prvi trofej bitke. Re d'Italia je potonula za samo dvije i pol minute povukavši sa sobom 605 mornara i 38 časnika.
Svi Persanovi pokušaji da reorganizira i pregrupira svoju flotu bili su bezuspješni. Uzalud je slao signale s Affondatorea.
"Slijedite neprijatelja, slobodni manevar, slobodna plovidba"
"Slijedite komandni brod u liniji"
"Brodovi koji se ne bore neka izađu iz formacije"
samo su neke naredbe, na koje niti jedan kapetan nije obraćao pažnju.

Talijani pokušavaju još nekoliko neorganiziranih pojedinačnih napada na austrijske brodove, ali bez uspjeha. Oko 13.00 sati flote su razdvojene 4 do 5 nautičkih milja i samo povremeno izmjenjuju vatru. Zadnja granata ispaljena je u 14 sati. Austrijski su se brodovi formirali na sjeveru viške luke, ploveći u tri linije, a Talijani zapadno od njih u dvije linije. Između njih se pojavila talijanska oklopnjača Palestro koju proždire jak požar nakon sudara s Ferdinand Maxom i pogodaka brojnih granata.

Oko 16.00 sati talijanska eskadra okreće prema Biševu i prolazi pokraj mjesta potonuća Re d'Italia gdje spašava 159 mornara i 9 časnika. Još uvijek brojčano superiornija, ali demoralizirana, s malo granata i ugljena, u predvečerje talijanska flota napušta viške vode i kreće prema Anconi. Tegetthoff sa svojom sporijom i zastarjelom flotom ne nastavlja progoniti Talijane i uplovljava u Vis.