Первая фаза боя длилась с 6 ч 14 мин до 7 ч 40 мин. Крейсера «Аякс» и «Ахиллес» вышли на противника с востока и открыли огонь с дистанции около 95 кабельтовых. В 6 ч 18 мин первый залп фашистского рейдера лег между английскими кораблями. Крейсер «Экзетер», отделившись от своих легких собратьев, пошел на запад и в 6 ч 22 мин атаковал с юга. В результате немцы оказались перед дилеммой: вести ли огонь из артиллерии главного калибра по одной цели или одновременно по всем английским кораблям. Лангсдорф избрал вначале второй вариант. Однако вскоре перенес огонь 28-см орудий только на «Экзетер», залпы которого из восьмидюймовок показались для него более опасными. Кроме того, из-за ошибки службы наблюдения командир «Шпее» вначале считал, что имеет дело с крейсером и двумя эскадренными миноносцами, поэтому, скорее всего, сосредоточение огня главного калибра на «Экзетер» явилось результатом этого промаха. По словам известного историка С. Роскилла, «артиллерийский огонь немецкого линкора в течение начальной фазы боя, как, впрочем, и на протяжении всего дня был очень точным. В отличие от английских кораблей «Адмирал граф Шпее» имел радиолокатор, позволяющий определять дистанцию до цели». Действительно, еще в 1938 году на «Шпее» начались испытания новых радиотехнических (локационных и пеленгаторных) средств, антенны которых были установлены на вращающейся платформе на фор-марсе. В 1940 году подобной аппаратурой оснастили и другие тяжелые германские корабли.
Уже в течение первых 20 мин «Экзетер» получает несколько серьезных попаданий. Действовали немецкие 304-кг «чемоданы» поистине сокрушительно: у крейсера была разбита вторая носовая башня, разрушен командирский мостик, нарушена связь и выведены из строя механизмы управления рулем. Командир корабля быстро переключился на управление с кормового поста, возобновил боевое маневрирование
Схема маневрирования кораблей в бою у Ла-Платы
и произвел торпедный залп, который не дал никаких результатов. Именно в этот момент крейсер сотрясают еще два тяжелых снаряда, и он остается только с одной действующей башней главного калибра. К 6 ч 50 мин «Экзетер» после очередного попадания получает большой крен на правый борт, но упорно двигается на запад, продолжая вести огонь из своей единственной оставшейся в строю башни. Однако его упорства не хватает надолго. В 7 ч 30 мин, окутанный дымом, накренившийся на борт и сильно осевший на нос крейсер вынужден был выйти из боя для ликвидации очень серьезных повреждений.
Тем временем легкие крейсера подвергались обстрелу только из 152-мм орудий вспомогательной артиллерии рейдера, но попаданий не получили: лишь отдельные снаряды падали около английских кораблей. Стало очевидно, что одноорудийные палубные установки немцев, прикрытые башнеподобными щитами, явно не могут тягаться в эффективности с полноценными башнями англичан, да, в сущности, и предназначены они были не для серьезного боя, а для уничтожения захваченных неприятельских торговых судов. Кроме того, сами нанося чувствительные удары, легкие крейсера представляли собой небольшую и трудно уязвимую цель. Поэтому «Аякс» и «Ахиллес», не получая должного отпора, если верить боевому донесению Лангсдорфа, «вели себя с непостижимой наглостью». «Наглость» же, по мнению немецкого командира, заключалась в том, что они быстро проскочили мертвую зону и открыли интенсивный, сосредоточенный огонь по противнику. Уже в самом начале стрельбы крейсера развили максимальную скорострельность и ценой огромного расхода боеприпасов достигли ряда попаданий.
Дистанция быстро сокращалась и пропорционально этому росла эффективность огня. Уже в 6 ч 30 мин немцы, поняв свою ошибку, вынуждены были перенести огонь одной из своих 28-см башен на «Аякс». Почти сразу они достигли накрытия, но попаданий добиться не смогли: англичане прекрасно маневрировали. В 6 ч 40 мин тяжелый снаряд разорвался у самой ватерлинии «Ахиллеса». Крейсер получил незначительные повреждения от осколков, пострадали несколько членов экипажа, но самое неприятное — вышла из строя радиостанция управления огнем. Стрельба английских кораблей сразу стала менее точной и оставалась таковой до 7 ч 08 мин, когда вновь была получена дистанция до цели, все еще составляющая более 80 кабельтовых. К этому моменту бой перешел в фазу погони. «Адмирал граф Шпее», поставив дымовую завесу, лег курсом на запад. Это явилось своеобразным поворотным моментом. До сих пор немецкий корабль шел в сторону открытого океана, теперь он стремился к берегу, что, конечно, устраивало англичан.