Но фон Шпее понял, что отстающий «Лейпциг» все равно скоро получит попадание, это лишь вопрос времени, также стало ясно, что его броненосные крейсера не смогут уклоняться от боя со страшным противником слишком долго. Поход через весь Тихий океан привел к большому износу машин «Шарнхорста» и «Гнейзенау», и они не могли развить более 18 узлов. И тогда адмирал принял решение, которое делает честь ему и всему германскому флоту, хотя справедливости ради следует отметить, что это был единственный тактически правильный вариант. В 13.20 он сигналом приказал «Дрездену», «Лейпцигу» и «Нюрнбергу» покинуть строй и попытаться спастись. Как только легкие крейсера повернули на юг, сам адмирал круто развернул броненосные крейсера на ONO и открыл огонь по британским кораблям.
Адмирал Стэрди решил, что его линейные крейсера справятся с броненосными крейсерами фон Шпее, и согласно его инструкции «Глазго», «Кент» и «Корнуолл» повернули вправо и погнались за немецкими легкими крейсерами без специального приказа адмирала. Тихоходный «Карнавон» продолжал следовать за линейными крейсерами.
В результате бой распался на два независимых столкновения. «Глазго», «Корнуолл» и «Кент» гнались за уходящими германскими легкими крейсерами, а линейные крейсера и примкнувший к ним «Карнавон» преследовали главные силы германской эскадры. Бой начался на параллельных курсах, когда обе эскадры шли на восток. «Инвизибл» открыл огонь по «Шарнхорсту», а «Инфлексибл» – по «Гнейзенау». Дистанция в этот момент составляла 13 500 ярдов, линейные крейсера вели огонь из 6 орудий главного калибра. Хотя неравенство в силах было колоссальным, бой не стал учебной стрельбой по мишеням. Стрельба немцев «была превосходным зрелищем. Вспышка залпа одновременно пробегала по всему силуэту корабля. Облачко коричневого дыма с яркой точкой посередине отмечало выстрел каждого орудия… Их стрельба была превосходной. Они накрывали нас раз за разом», – вспоминает один из английских участников боя. В 13.44 «Инвизибл» начал получать повреждения. Тут Стэрди сообразил, что его намерение расстреливать противника, не подходя на дальность действия его орудий, сорвано тем, что немцы находятся под ветром. Поэтому дым из труб линейных крейсеров и пороховой дым залпов несло на противника, что сильно мешало английским наводчикам. Стэрди не знал, что «Гнейзенау» уже получил два попадания, в том числе в подводную часть и что «Шарнхорст» тоже пострадал. Адмирал не желал давать противнику даже тени шанса, поэтому он повернул на 2 румба влево и увеличил дистанцию, поэтому в 14.00 бой временно прекратился. Стэрди попытался вывести линейные крейсера на более благоприятную позицию, но фон Шпее парировал его маневр, повернув под ветер и взяв курс почти точно на юг. Стэрди оставалось лишь гнаться за ним. В 14.45 дистанция снова сократилась, и бой возобновился. На сей раз фон Шпее не пытался уходить от противника, а, наоборот, повернул прямо на британские линейные крейсера. Дистанция быстро сократилась до 10 000 ярдов, и «Шарнхорст» и «Гнейзенау» сумели ввести в действие 150-мм орудия.
В этот момент на поле боя внезапно появился новый участник. Это был большой норвежский парусник «Фэрпорт», возвращающийся домой. К своему ужасу, норвежцы вдруг оказались в самой гуще жестокого морского боя, причем в таком отдаленном районе океана, где этого можно было ждать менее всего. Норвежцы подняли все паруса и постарались побыстрее убраться прочь.
Стрельба немцев была очень меткой. Призовые корабли германского флота полностью подтвердили свою репутацию. В 15.15 Стэрди был вынужден описать циркуляцию, чтобы выйти из густого облака дыма, которое мешало стрелять. Дистанция увеличилась до 14 000 ярдов. В этот момент осколок срезал фалы, на которых был поднят флаг фон Шпее. Меркер сразу запросил «Шарнхорст»: «Почему приспущен адмиральский флаг? Он убит?» Фон Шпее немедленно ответил: «Со мной все в порядке. Вы получили повреждения?» Меркер ответил: «Дым мешает наблюдениям». После этого фон Шпее поднял свой знаменитый сигнал, признавая, что попытка атаковать Фолкленды, против которой возражал Меркер, была ошибочной. «Вы оказались совершенно правы». И все-таки, как бы хорошо ни стреляли немцы, начало сказываться подавляющее превосходство англичан в весе залпа.
К этому моменту оба броненосных крейсера получили серьезные, хотя пока еще не роковые повреждения. Но их судьба была окончательно решена, оставался открытым лишь вопрос, сколько именно времени они еще продержатся на воде.