Непосредственное сопровождение конвоя было поручено тральщику «Хазард» и траулерам «Неферн Вэйв», «Леди Маделейн», «Ретривер» и «Сент-Эльстан». Северо-восточнее Исландии к конвою должны были присоединиться 5 эсминцев и 5 корветов под командованием капитана 2 ранга Онслоу, который находился на эсминце «Ашанти». К западу от острова Медвежий от возможного нападения «Шеера» конвой должна была прикрывать эскадра контр-адмирала Барроу: крейсера «Нигерия» (флагман), «Норфолк», «Кент», «Ливерпуль» и 3 эсминца. Линейный флот должен был крейсировать северо-восточнее Исландии в готовности перехватить «Тирпиц», если тот выйдет в море. Кроме того, конвою PQ-16 были приданы 2 подводные лодки. Это должно было отбить у немцев желание направлять для его атаки надводные корабли. 5 английских и 3 русские подводных лодки были развернуты у северо-западного и северного побережья Норвегии. После того как была обнаружена переброска в Норвегию «Лютцова», а это произошло уже после выхода конвоев в море, к русским обратились с просьбой дать подводным лодкам приказ вести интенсивный радиообмен. Это должно было создать впечатление, что союзники развернули гораздо больше лодок, чем на самом деле. Воздушная разведка велась по маршруту следования конвоев до точки в 100 милях к северо-западу от мыса Нордкап. 4 летающие лодки, базирующиеся в Исландии, должны были обеспечивать дополнительное противолодочное прикрытие, пока конвои не окажутся в 200 милях западнее острова Медвежий. Чтобы помешать немцам использовать пикировщики, транспорты конвоя PQ-16 были оснащены аэростатами.
Самым слабым местом плана было, разумеется, отсутствие истребительного прикрытия. Опыт средиземноморских конвоев показывал, что никакое количество зениток не может заменить истребители. Однако у англичан не хватало авианосцев. К тому же Королевский Флот проводил ряд операций в Средиземном море и Индийском океане и не мог выделить ни одного авианосца для прикрытия русских конвоев. Русские пообещали облегчить проводку конвоев путем массированных воздушных атак немецких аэродромов в северной Норвегии. Однако атаки оказались слишком слабыми и были проведены уже после того, как немцы завершили удары по конвоям.
PQ-16 и QP-12 вышли в срок. Первые 3 дня перехода PQ-16 прошли спокойно. Утром 23 мая траулер «Ретривер» был вынужден вернуться в Исландию для ремонта. У капитана 2 ранга Онслоу, эсминцы которого должны были встретить конвой вечером того же дня, возникли проблемы — не сразу смог обнаружить конвой, так как тот попал в полосу густого тумана. Две колонны транспортов в тумане разделились. Только утром 25 мая они сумели соединиться. Командир эскорта начал перестраивать конвой в 8 колонн еще до того, как обе его части встретились. Такой строй представлял более сложную мишень для пикировщиков. Они обычно заходили с кормы, и в этом случае большее число судов могло вести огонь по самолетам. В 6.00, когда конвой находился в 20 милях юго-восточнее острова Ян Майен, появился контрадмирал Барроу со своими крейсерами. Видя не слишком аккуратный строй конвоя, он приказал крейсерам занять место между колоннами транспортов, а своим 3 эсминцам — усилить противолодочное прикрытие вокруг конвоя. Все было готово к отражению воздушных атак. Через час появился первый немецкий самолет-разведчик. Он держался за пределами досягаемости зениток, посылая регулярные сообщения по радио о координатах конвоя, его курсе и скорости. В составе конвоя было одно САМ-судно «Эмпайр Лоренс», поэтому возник вопрос: поднимать истребитель «Харрикейн», чтобы сбить ищейку, или подождать появления более серьезной угрозы? Так как погода была отличной, воздушная атака должна была последовать довольно скоро. Поэтому было принято мудрое решение придержать единственный истребитель.
Во второй половине дня 25 мая мимо прошел обратный конвой QP-12, состоящий из 11 судов. Немцы обнаружили его только утром этого же дня. Его САМ-судно сбило самолет-разведчик. Хотя немцы всю вторую половину дня следили за QP-12, они его не атаковали. Конвой прибыл в Исландию 4 дня спустя.
Но для PQ-16 несчастья только начинались.
Примерно в 20.30 на востоке появились 12 пикировщиков Ju-88. Используя свою обычную тактику, они зашли на конвой с кормы, держась на высоте от 15 до 20 тысяч футов, после чего начали пикировать на выбранные цели с ужасающим воем. Их встретил плотный зенитный огонь. Голубое небо заполнили черные и желтые клубки разрывов. С жутким грохотом рвались бомбы, но когда через полчаса немцы улетели, выяснилось, что они добились довольно скромного результата. Близким разрывом было повреждено судно «Карлтон», которое повернуло обратно в Исландию на буксире у траулера «Ноферн Вэйв». Им предстояло долгое путешествие, причем рассчитывать на чью-либо помощь уже не приходилось. Немцы в ходе атаки потеряли 2 самолета. Одновременно с атакой пикировщиков появились 7 торпедоносцев Не-111. Эту угрозу сочли настолько серьезной, что «Эмпайр Лоренс» поднял свой «Харрикейн». Язык пламени над полубаком транспорта возвестил о взлете самолета. Его пилот, капитан авиации Хэй, сбил один торпедоносец и серьезно повредил второй. В результате атака торпедоносцев была сорвана, и ни одна торпеда в цель не попала. К несчастью, артиллеристы конвоя приняли возвращающийся «Харрикейн» за немецкий самолет и сбили его прежде, чем пилот успел посадить истребитель на воду. Хэй был серьезно ранен. Эсминец «Волентир» быстро поднял его из воды, и Хэй остался жив. Однако его «авианосцу» повезло меньше.
Когда солнце светит 24 часа в сутки, такие понятия, как «утро», «день» и «ночь», становятся относительными и теряют свое значение. В течение следующих 10 часов немецкие самолеты провели серию атак, вынуждая расчеты зенитных орудий постоянно находиться на боевых постах и не давая им отдыха. Фактор выносливости играет очень важную роль при защите конвоев. Зимой приходится бороться с холодом и ужасной погодой, а летом можно попасть под воздушную атаку в любое время суток.
До сих пор немецкие подводные лодки постоянно крутились вокруг конвоя, но не решались атаковать, так как многочисленные корабли эскорта были настороже. Однако утром 26 мая немцы решили воспользоваться неблагоприятной гидроакустической обстановкой. Около 3.00 одна лодка незамеченной подошла к конвою и торпедировала пароход «Сирос», который вскоре затонул. 28 из 37 человек экипажа были спасены тральщиком «Хазард» и траулером «Леди Маделейн».
Теперь конвой находился в 250 милях на WSW от острова Медвежий. Адмирал Барроу должен был действовать в соответствии с имеющимися инструкциями и отвести крейсера, чтобы начать патрулирование между конвоем и норвежским побережьем. Это давало возможность перехватить карманные линкоры, если они выйдут в море, чтобы атаковать конвой. Уход крейсеров означал резкое ослабление ПВО конвоя, однако адмирал Тови считал это приемлемым.
Единственная воздушная атака 26 мая произошла после ухода крейсеров. Ее провела группа пикировщиков и торпедоносцев. Судя по всему, немцы не знали об ослаблении эскорта. Помня о полученном отпоре, они провели атаку довольно вяло и нерешительно и не добились ни одного попадания. А корабли эскорта в это время охотились за подводными лодками, которые осмелели после первого успеха и попытались развить его. Капитана 2 ранга Онслоу не обманул временный перерыв в воздушных атаках. Конвою еще предстояли 4 дня пути, а самая опасная часть маршрута была впереди. Он знал, что немцы станут более решительными, как только узнают, что крейсера ушли. Единственными кораблями в составе эскорта, которые могли отогнать Ju-88, прежде чем те начнут пикировать, были корабль ПВО «Алинбанк» и новый эсминец «Мартин», чьи новые 120-мм орудия имели большой угол возвышения и могли вести огонь по воздушным целям. Остальным кораблям приходилось рассчитывать только на мелкие зенитки — 2-фунтовки пом-пом, 40-мм бофорсы, 20-мм эрликоны и пулеметы. Они не могли помешать пикировщику сбросить бомбы, хотя после этого могли повредить или даже сбить самолет.
27 мая в 3.20 конвой был вынужден повернуть на юго-восток. Он следовал этим курсом 2 часа, чтобы обойти тяжелые паковые льды. Вскоре после поворота траулер «Леди Маделейн», находящийся на левом фланге, заметил эскадрилью торпедоносцев «Хейнкель», кружащую на горизонте в ожидании удачного момента для атаки. Их атака была неудачной, однако через 8 часов германская авиация возобновила удары, причем теперь она действовала гораздо решительнее. В небе появились тучи, которые шли на высоте около 3000 футов, что позволяло немецким самолетам подходить к цели незамеченными. Горизонтальные бомбардировщики, пикировщики и торпедоносцы атаковали одновременно со всех направлений, не делая различия между транспортами и кораблями эскорта. Спокойное море, столь необычное для этих бурных широт, покрылось множеством белых фонтанов от рвущихся бомб. Атаки были настолько мощными, что оборона была просто смята. Однако военные корабли и транспорты продолжали отчаянно отбиваться в ходе боя, который длился около 3 часов. Первым пострадал транспорт «Аламар». Потом два близких разрыва повредили борт американского судна «Мормаксул» которое начало погружаться. В 14.00 6 пикировщиков атаковали с кормы САМ-судно «Эмпайр Лоренс». Через пару минут, когда рассеялся дым разрывов, стало видно, что от судна осталась только разбитая спасательная шлюпка, плавающая среди нефтяного пятна, и горстка людей. Траулер «Леди Маделейн» сумел спасти 16 человек из экипажа судна. Однако несколько человек получили тяжелые ранения и скончались позднее.
