На тридцать второй минуте боя, "Худ", вёвший огонь одними кормовыми орудиями, смог поразить "Синоп" ниже ватерлинии в районе носа. Русский крейсер принял около семисот тонн воды, получив незначительный дифферент на нос и тоже незначительный крен на правый борт. И вот истаяла полная боевого напряжения минута и получил два снаряда от "Тайгера" и "Алексеев": один повредил нос, другой попал в 300-мм барбет первой носовой башни. На счастье расчёта плутонга, снаряд прилетел под неопасным углом, но и срекошетировав (при этом от удара встал на боевой взвод его взрыватель), он врезался в палубу недалеко от башни, взрывом проломив недостаточно толстую броню. От осколков погибло шестеро матросов и десятерых ранило. А когда три снаряда из залпа "Менска" влупили в уже изрядно пострадавший полубак "Инвизибла", сызнова запылавшего не хуже прежнего, в бой вступили остальные корабли Тови и Андреева. Дистанция между линейными крейсерами к этому времени сократилась до ста двадцати четырёх кабельтовых.
С направления вест-зюйд-вест отряд Андреева попытались атаковать оставшиеся в строю эсминцы 5-й флотилии, но были перехвачены бригадой лёгких крейсеров капитана 1-го ранга Нюхалова, загодя выдвинувшего свои корабли по приказу Андреева, предугадавшего реакцию англичан. Коммодор Маунтбеттен, перенёсший свой флаг с повреждённого 'Ахиллеса' на 'Аретьюзу', которую Тови отдал в его распоряжение, рассчитывал прорваться сквозь боевые порядки русских эсминцев к линейным крейсерам и попытать счастье в торпедной атаке, пока русские исполины заняты борьбой с эскадрой Тови. Но коммодор очень быстро убедился в провале своей затеи. Русские эсминцы и дивизион Больших Охотников остались прикрывать 'Макарова' и 'Орлицу', а в охранение вместо них вышли лёгкие крейсеры класса 'Псков'. Поняв свой просчёт, коммодор остро пожалел, что английские гидропланы так и не смогли наладить разведку в глубине тактической зоны русских кораблей. На локаторы же, имевшиеся только у новейших линейных крейсеров и линкоров, да и то – у Тови он был один! – Маунтбеттену рассчитывать не приходилось.
Восемь эсминцев и "Аретьюза", незначительно превосходившая русские лёгкие крейсеры водоизмещением, но уступая в главном калибре – шесть её 6-дюймовок против девяти 180-милиметровок у корабля класса "Псков", сошлись в скоротечном и малорезультативном для британцев бою с русской лёгкой бригадой. Маунтбеттен рассчитывал прорваться на полном ходу своих эсминцев, а "Аретьюзой", обладавшей чуть более 30-узловой скоростью, прикрыть их насколько это будет возможно. Но не вышло.
Канониры "Аретьюзы" смогли дважды попасть из 6-дюймовок в "Гомель", а в "Вятку" всадили девять 120-милиметровых эсминцы, но значительных повреждений русские крейсеры не имели. Зато "Уфа" и "Саратов" остались и вовсе целыми, "Саратов" – флагман Нюхалова, умудрился даже попасть одной из торпед в "Броук", когда пустил их веером. От торпеды эсминец затонул в течении шести минут. А перед этим, огнём 180-мм калибра был потоплен "Петард". "Аретьюза" же и эсминец "Моресби" получили тяжёлые повреждения в надстройках. Так – несолоно хлебавши, Маунтбеттен скомандовал отход, остро жалея, что поставил всё на высокую скорость своих дестроеров и отказался от долгих изнурительных уворачиваний от огня русских комендоров.
Одновременно с началом боя эсминцев Маунтбеттена с кораблями Нюхалова, в боевую линию бригады Андреева вышли тяжёлые крейсеры Бухвостова. С дистанции ста двадцати кабельтовых они могли уверенно вести огонь по противнику и вот уже загрохотали первые выстрелы "Воеводы" и "Рюрика" по "Инвизиблу", и "Богатыря" и "Ратника" по "Рипалсу". Теперь открыли огонь и 6-дюймовки вспомогательного калибра англичан, имевшиеся у всех кроме "Рипалса". Впрочем, у русских линейных крейсеров класса "Александр Невский" вспомогательный калибр тоже отсутствовал. Вопреки ожиданию, 6-дюймовки "Инвизибла", "Худа" и "Тайгера" стали бить не по тяжёлым крейсерам, а по линейным. Воспользовавшись этим просчётом англичан, корабли Бухвостова уверенно оторвались от своих линейных крейсеров и взяли в обхват боевую линию британцев. Теперь тяжёлые крейсеры вели сосредоточенный огонь по концевым "Инвизиблу" и "Рипалсу", прикрываясь ими же от возможного ответного огня "Худа" и "Тайгера".
Осознав свою ошибку, контр-адмирал Тови приказал открыть огонь из 152-милиметровок по крейсерам Бухвостова, но было уже поздно – стрелять по ним мог теперь только "Инвизибл". Кроме того, вспомогательный калибр имел такую особенность как расположение башень со стороны бортов, из-за чего огонь по рюрикам могла вести только половина башень, а у "Инвизибла", в довершение, одна из башень была уничтожена.
К тридцать восьмой минуте боя старичок "Рипалс" получил шестнадцать 8-дюймовых снарядов в левый борт и надстройку и весь окутался дымом. Крейсер не смог продолжить стрельбу из-за задымления и начал манёвр выхода из боя. Следом в него попало два 14-дюймовых снаряда от "Петрограда", куда именно мешало определить дымовое облако. Но даже сквозь завесу прорезалась яркая вспышка, сразу за которой к небу поднялся огромный чёрный столб, ознаменовавший гибель крейсера. Впоследствии в море были подобраны восемь моряков из тысячи двухсот пятидесяти человек экипажа.
После гибели "Рипалса" кормовая башня "Тайгера" перенесла огонь на "Петроград" и на третьей серии выстрелов 406-мм снаряд вывел из строя первую носовую башню русского крейсера. Угодив в "вилку", командир "Петрограда" приказал: "машины враздрай" и поставить дымовую завесу, что уберегло корабль от последующих губительных залпов. "Ратник" и "Богатырь" к этому времени сосредоточили огонь по английскому флагману, начавшему в свою очередь обстреливать их из 6-дюймового калибра, одновременно уклоняясь от торпед, что внесли на какое-то время свою лепту в неточность огня по "Петрограду".
"Воевода" и "Рюрик" сосредоточили огонь на "Инвизибле", получившем в борт и надстройку шесть 203-мм снарядов. Однако повреждение англичанина оказались неопасными. Ответным огнём "Инвизибл" трижды накрыл "Воеводу", разбив левобортовые торпедные аппараты и повредив нос.
"Синоп" и "Худ" обменялись попаданиями в бак, вызвавшие новые очаги огня, а "Алексеев" всадил один снаряд в правый борт "Тайгера" и другим попал в оставшуюся целой первую носовую башню, но 430-мм броня спасла канониров, башня отделалась сильной вмятиной, не мешавшей и дальше вести стрельбу. Вскоре канонирам второго носового плутонга "Тайгера" удалось вернуть в строй единственное уцелевшее в башне орудие. И уже третьим выстрелом оно повредило "Петрограду" форштевень под ватерлинией. А через две минуты сразу три 16-дюймовых снаряда вновь прошили под водой нос и правый борт "Петрограда". В результате, крейсер получил сильный правый крен и дифферент, набрав свыше четырёх тысяч тонн воды. Продолжать бой он уже не мог – из-за крена не хватало угла вертикального доворота орудий.
По "Тайгеру" лупили 8-дюймовки "Ратника" и "Богатыря", но снаряды чаще всего отскакивали от брони и начисто посрывали все спасательные шлюпки, а заодно размолотили два "пом-пома". На сорок шестой минуте правый борт "Петрограда" вновь прошил бронебойный снаряд английского флагмана. Содрогнувшись от внутреннего взрыва, крейсер накренился ещё сильнее, приняв новые тонны забортной воды. Поставленная раннее дымовая завеса только теперь начала заволакивать его корпус. "Петроград" вдвое потерял скорость хода и медленно описывал циркуляцию, намереваясь лечь на норд-норд-ост. Теперь "Тайгер" больше не мог стрелять по нему из-за плотной дымзавесы. Весь огонь главного калибра британский флагман вновь перенёс на "Алексеева", который в эти мгновения добился попадания в него в район юта. Снаряд "Алексеева" пронзил броню и сильно повредил систему вентиляции. А когда снаряд "Ратника" разбил "Тайгеру" локатор, единственный в эскадре Тови, британский контр-адмирал скомандовал отход. Английские линейные крейсеры начали ставить дымзавесу, готовясь по радиосигналу "все вдруг" повернуть на зюйд-зюйд-вест.
На "Петрограде" же, тащившемся едва на семнадцати узлах, боролись за остойчивость. Половина насосов вышла из строя, корабль медленно, но верно усиливал крен, достигший уже 33 градусов. По истечении шестнадцати напряжённых минут, во время которых команда превозмогала себя в попытке спасти крейсер, скорость "Петрограда" снизилась до тринадцати узлов, а крен возрос ещё больше прежнего. Когда к крейсеру подошли эсминцы 2-й бригады, команда начала покидать гибнущий корабль. Через сорок минут "Петроград" лёг на борт и стал погружаться в пучину. Но это случилось через сорок минут. А пока что шла сорок девятая минута боя, русские крейсеры обстреливали через дымовую завесу британцев, а в небе появились далёкие точки торпедоносцев Суордфиш.