El enfrentamiento marítimo más relevante de la guerra Hispano-Cubano-Americana fue la batalla naval de Santiago de Cuba, celebrada el 3 de julio de 1898, a la salida de la bahía de Santiago, entre la flota española al mando del almirante Pascual Cervera y Topete, y la estadounidense dirigida por el almirante William Thomas Sampson. Estaba claro que las fuerzas navales estadounidenses eran superiores a las hispanas, a pesar de la inflamada retórica de políticos y periódicos españoles que hacían de la armada ibérica la mejor del mundo.
El 2 de julio de 1898, el capitán general español de la isla de Cuba, Ramón Blanco, ordenó desde La Habana al almirante Cervera que abandonara la bahía de Santiago de Cuba ante la inminente caída de la Plaza, rodeada por tropas norteamericanas y cubanas. Cervera sabía que iba al suicidio. Se enfrentarían, por España, el crucero acorazado Cristóbal Colón, los cruceros protegidos Infanta María Teresa (buque insignia donde navegaba Cervera), Vizcaya y Almirante Oquendo y los destructores Plutón y Furor; la escuadra de Estados Unidos la componían los modernos acorazados Iowa, Indiana y Oregón, el crucero acorazado Texas (similar al Maine), los cruceros protegidos Brooklyn y New York, el cañonero Ericsson y tres cruceros auxiliares, Gloucester, Resolute y Vixen.
A primeras horas de la mañana del 3 de julio, el almirante Cervera dio la orden de partir y salió al frente de su escuadra a bordo del crucero Infanta María Teresa. El almirante Sampson estaba en tierra conferenciando con el general Shafter, comandante de todas las tropas terrestres de Estados Unidos, que asediaban Santiago de Cuba. Había ido en el crucero New York y regresó al final de la batalla, que fue dirigida por el comodoro Schley, a bordo del Brooklyn. Según órdenes de Cervera, los barcos españoles fueron saliendo por el estrecho canal de la bahía, en orden decreciente de tamaño y potencia de fuego. Todos siguieron la misma ruta: hacia el oeste, pegados a la costa para, en caso de desastre, embarrancar y salvar las tripulaciones que llegarían a la orilla.
Al salir del canal, Cervera enrumbó el Infanta María Teresa hacia el Brooklyn, que era el buque enemigo más cercano. Asustado, el comodoro Schley, a bordo del Brooklyn, dio la orden de dar media vuelta y alejarse para evitar un ”espoloneamiento“; pero al ver que el Infanta María Teresa no intentaba esa estratagema, sino huir, ordenó regresar y en esa maniobra casi choca con el Texas. Entonces, la armada estadounidense rodeó al Infanta María Teresa y lo cañoneó a mansalva: toda la escuadra contra un solo buque. En ese tiempo, salieron de la bahía el Vizcaya y el Cristóbal Colón, que se alejaron intercambiando disparos a larga distancia. Le siguió el Almirante Oquendo y recibió la andanada de la flota americana.
Los últimos en salir fueron los destructores Furor y Plutón, que sufrieron importantes daños en poco tiempo; con su pequeña artillería poco pudieron hacer contra el enemigo. El Plutón se hundió rápidamente y el Furor dio duro combate hasta que estalló sin dejar sobreviviente alguno. A bordo del Furor murió el capitán de navío Fernando Villaamil (oficial de mayor rango muerto en el combate), jefe de la escuadrilla de destructores e importante marino español, héroe de la batalla. A Villaamil se le erigió un monumento, en 1911, por suscripción popular (encabezado por la entonces reina regente de España: María Cristina), en su 
natal Castropol. Tras liquidar los dos destructores hispanos, los buques americanos persiguieron al Vizcaya y lo acribillaron, luego fueron por el último buque que quedaba, el Cristóbal Colón que, al verse alcanzado, embarrancó para salvar a marineros y oficiales a bordo.
La escuadra española fue totalmente destruida, sufrió 371 muertos, 151 heridos y 1 670 prisioneros, entre ellos Cervera. Los norteamericanos tuvieron un muerto y dos heridos. El almirante Pascual Cervera y sus oficiales sobrevivientes fueron procesados, pero el clamor popular en España y el exterior dieron como resultado el sobreseimiento de su causa y le fue restituido su honor de almirante. Hoy, por la Carretera Granma, pueden verse los restos de los barcos encallados o hundidos de la flota de guerra española.