Søslaget på Kolberger Heide mellem en dansk og en svensk flåde indledtes 1. juli 1644 på Kolberger Heide, et farvandsafsnit mellem Femern og Kielerfjorden. Den danske flåde var under ledelse af Christian 4. og den svenske af admiral Claes Fleming.
Sverige havde udnyttet sin stærke militære stilling under den pågående 30-årskrig til at indlede en krig mod Danmark for at erobre nye territorier. Den svenske hær, som stod i Tyskland under ledelse af Lennart Torstenson, angreb mod nord og besatte hele Jylland. Torstensons succes har ført til, at krigen i eftertiden er blevet kaldt Torstensonkrigen (Hannibalfeiden på norsk). Men eftersom Torstenson ikke nåede til Sjælland og København, og de svenske styrker, som rykkede frem i Skåne, ikke kunne krydse Øresund, kom de to landes flådestyrker til at spille en nøglerolle. Med dansk søherredømme ville svenskerne vanskelig kunne vinde landkrigen. Men hvis svenskerne fik kontrol over dansk farvande, ville den danske hovedstad stå ubeskyttet mod de stærke svenske landstyrker.
Den 1. april 1644 drog Christian IV ud fra København med ti skibe for at etablere en blokade uden for Göteborg. Efter en måned, den 1. maj 1644, forlod størstedelen af flåden Gøteborg, og kun to skibe blev tilbage ved Vinga for at opretholde blokaden. Resten af den danske flåde satte kursen mod Flekkerøy uden for Kristiansand, hvortil de ankom den 5. maj 1644. Nu var flåden suppleret med yderligere fem skibe. Fire skibe blev sendt til forskellige strategiske steder, mens hovedstyrken på ni skibe sejlede sydover for at møde en nederlandsk flåde, som var hyret af svenskerne. De danske skibe møder den hollandske flådestyrke, og der udvikler sig et blodbad i Slaget i Lister Dyb den 16. maj 1644. To dage senere bestemmer kongen sig for at drage til Flekkerøy for at proviantere. Et nyt slag udkæmpes ved Lister Dyb den 25. maj 1644, men det lykkes den nederlandske hjælpeflåde at slippe forbi Pros Mund og vende tilbage til Vlissingen i Nederlandene uden større tab.
Kong Christian IV drog atter til Flekkerøy for at proviantere, samtidig som han gennemførte en krigsret mod de kaptajner, som havde forsømt deres pligt under sidste del af slaget ved Lister Dyb den 25. maj. Kongen omorganiserede sin flåde med tanke på et tredje angreb, og han rådede nu over 17 skibe. Men ved Lister Dyb var det ingen fjender at kæmpe imod, så han drog igen tilbage til Flekkerøy for at proviantere, og derefter satte han kursen mod København, hvortil han ankom den 22. maj. Nu fik han samlet hele flåden for at tage kampen op mod den svenske flåde.
Den 1. juni havde den svenske flåde forladt Dalarö under Klas Flemings kommando. Flåden bestod af 43 skibe. Den 30. juni 1644 lå størstedelen af den svenske flåde for anker ud for Femerns nordligste punkt. Klokken 9 om morgenen ankom den danske flåden med sine 40 skibe og havde god vind. Dette var første gang siden syvårskrigen, at de to lande kom til at prøve kræfter i et større søslag. Admiral Fleming gjorde flåden klar til at sejle, men forsøgte først at finde ud af, hvad den danske flåde ville gøre. Klokken 12 satte den svenske flåde kurs mod vest.
Det lykkedes den svenske flåde at komme forbi Femerns nordlige punkt, og da pressede Fleming flåden mellem Femern og en sandbanke, som lå vest for øen. Danskerne turde ikke gå så nær land, men lagde sig i stedet i læ uden for banken. Ved denne dristige manøvrere kom Fleming i ly af den danske flåde, og han kunne gøre sig klar til første angreb. Vinden var gunstig for svenskerne, og admiral Fleming gennemførte tre nye angreb. Efter det fjerde angreb ophørte stridighederne, da det blev mørkt..
Den danske flåde ankrede op på østsiden af Femern for at reparere skader på skibene. Den svenske flåde drog til Kielerfjorden for at reparere skibene. Tabene i denne strid var ubetydelige i forhold til dem, som døde under den nordiske syvårskrig: Ca. 200 mand blev dræbt og såret på dansk side, mens omtrent 100 blev dræbt og såret på svensk side. Ingen skibe blev erobret, og ingen fanger blev taget.
Christian den 4. befandt sig på sit flagskib Trefoldigheden og blev under kampen ramt af sprængstykker, hvorefter han blødende faldt om, og man troede ham død. Han rejste sig dog straks og opfordrede til fortsat kamp, men han havde mistet synet på højre øje. Det er denne begivenhed, der henvises til i "Kong Christian stod ved højen mast".
Ved dagens slutning ophørte kampen, uden at en afgørelse var faldet, men det var lykkedes den danske flåde at spærre den svenske inde i fjorden.
Indespærringen varede en hel måned, men den 1. august lykkedes det svenskerne under admiral Carl Gustaf Wrangel at slippe ud i Østersøen. Den danske admiral Peder Galt fik skylden herfor og blev dømt til døden. Rigsrådet indstillede ham dog til benådning, men kongen ville ikke lade ham slippe, og den gamle admiral blev henrettet på pladsen foran Københavns Slot.
Første eskadre: Patientia 48 (eskadrens flagskib) Oldenborg 42 Stormar 32 Fides 28 Svan 26 Prinds Christian (handelsfartøj) Lam 16 Havhest 14 Jomfrusvend 6 Ørn 4 Anden eskadre: Tre Løver 46 Lindorm 38 Kronet Fisk 20 Emanuel (handelsfartøj) Forgyldte Stokfisk (handelsfartøj) S. Jacob (handelsfartøj) S. Peter (handelsfartøj) Hvide Björn 14 Sorte Björn 14 Postillion 14 Tredje eskadre: Trefoldighed 48 (eskadrens flagskib) Pelican 36 Graa Ulv 30 Norske Løve 30 Neptunus 28 Sorte Rytter 24 Tvende Løver 22 Josua (handelsfartøj) Hollandske Fregat 12 Højenhald 8 Fjerde eskadre: St Sophia 40 (eskadrens flagskib) Tre Kroner 30 Delmenhorst 28 Nelleblad 24 Røte Gans (handelsfartøj) Unge Ulv (handelsfartøj) Markat 16 Gak Med 12 Samsons Gallej 9 Flyvende Hjort 8 De danske handelsfartøjer var i snit bevæbnede med 20 kanoner hver.
Avantgarde: Scepter 58 (Avantgardens flagskib) Drake 40 Göteborg 36 Leopard 36 Rafael 36 Jupiter 34 Regina 34 (Abraham Duquesne) Smålands Lejon 32 Katta 22 Tiger 18 Måne 16 2 brændere Center: Krona 68 (Centerets flagskib) Nyckel 34 Stockholm 34 Samson 32 Apollo 26 Merkurius 26 Salvator 26 Vestervik 26 Vestgöta Lejon 26 Rekompens 22 Svan 22 St Jakob 12 2 brændere Arriärgarde: Göta Ark 72 (Arriärgardens flagskib) Svärd 32 Mars 30 Andromeda 26 Jägare 26 Vesterviks Fortuna 24 Akilles 22 Enhorn 18 Falk 18 Gamla Fortuna 18 Papegoja 12 3 brændere Deltagende brændere: Meerman, Caritas, Meerweib, Bona, Jungru, St Mikael samt yderligere en. De fire af brænderne havde fungeret som hestetransporter og var knap kampklare.