6时18分,克拉多克将航速提至17节,并向遥远的“老人星”号发电:“我将攻击敌舰 。”此时太阳仍在海平面上,夕阳将德国炮手刺得眼花缭乱,情况对英舰有利,可惜双方这时相距15000米,都在炮火射程之外 。6时55分,情况逆转,太阳落入海面,余辉将英舰的身影清晰地映在海平面上,而德舰却隐没在智利海岸渐浓的夜幕中难以辨认,克拉多克一不做二不休,于7时整率队向东南方向疾驶以期迅速缩短距离与斯佩最后一搏 。
7时30分,双方相距11300米时,斯佩命令用210毫米主炮向英舰开火,“沙恩霍斯特”号和“格奈森瑙”号分别对付“好望角”号和“蒙默斯”号,5分钟后克拉多克也开炮还击 。斯佩战后在一份简报中写道:“风浪从舰艏袭来,.观察与测距都严重受阻 。因为海浪直扑舰桥,中部甲板上的150毫米炮几乎无法瞄准目标 。德舰尚且如此,克拉多克的情况就更糟了,他只有4门234毫米火炮能打得着德舰,而且英国火炮向东瞄准时,强劲的东南风使海浪直扑炮口,炮手被飞溅的浪花遮住了视线,东方夜色中德舰的方位只能从炮口闪光来判断,测距就更不用提了,而以现代方式安装的德舰主炮则不受影响,英军从一开战就陷入了毫无还手之力的境地 。
这是一场一边倒的战斗,德舰的首轮齐射就击中了英舰,“好望角”号的前主炮一直没有开火,后来德方证实是“沙恩霍斯特”号的第三次齐射将它摧毁了 。到7时45分,多处中弹的“好望角”号从舰首到舰尾燃起大火 。按斯佩计算,“沙恩霍斯特”号共击中它大约35次 。但在交战的前15分钟内,克拉多克在毫无希望的情况下,仍努力向德舰接近,也许他希望能发挥一下152毫米火炮和鱼雷的威力 。在被打得不能动弹以前,他已将距离缩短至5200米 。这迫使已猜到他意图的斯佩命令拉开双方的距离,7时50分,“好望角”号舯部发生大爆炸,火焰窜至600米高,7分钟后,这艘不走运的旗舰带着海军少将和900多名官兵沉入海底,无人幸免 。
另一边,“格奈森瑙”号的第三次齐射将“蒙默斯”号前炮塔的顶部消去并引发大火 。跟在后面的“格拉斯哥”号舰长卢斯看见它舰艏低伏,同时向右舷倾斜,全部火炮均被打哑,20时15分,“蒙默斯”号调转180向偏北方向缓缓驶去 。它大概搞错了方向,因为北面是3艘德国轻巡洋舰 。20时30分,“格拉斯哥”号向“蒙默斯”号发报:“敌人在追击我们 。但没有回音,谁也不知道它发生了什么事 。”斯佩命令轻巡洋舰搜索残敌,20时58分,最北面一直还未参战的“纽伦堡”号发现了垂死的“蒙默斯”号,它的主桅上还飘着皇家海军的白色海军旗 。冯·施荣伯格舰长立即上前攻击,一通狂轰之后,“蒙默斯”号于21时18分沉没 。全舰近700名官兵无一幸免 。海战开始时,“格拉斯哥”号与“莱比锡”号一对一地决斗,而“德雷斯顿”号正在痛击"奥特朗托"号,后者显然不是对手,克拉多克命令它迅速脱离编队向西南布向撤退 。
“格拉斯哥”号被迫与2艘德国轻巡洋舰激战,渐渐不支,不久便被接连击中5次,起初它还能尾随"蒙默斯"号以保持编队,但在目睹了旗舰覆灭和“蒙默斯”号被打残后,识时务的卢斯命令“格拉斯哥”号全速向西北逃跑直到脱离战场,然后向300公里外的“老人星”号靠拢并向其发电:旗舰被击沉,我编队已分散 。“老人星”号的格兰特舰长也知道自己的航速慢,火炮射速不如德舰,便在收容了“奥特朗托”和“格拉斯哥”号之后撤回了福克兰群岛 。斯佩因畏惧“老人星”号的305毫米巨炮,而且对眼前的战果颇为满意,所以未下令追击,只派速度较快的“莱比锡”号和“德雷斯顿”号向合恩角方面搜索,自己则率其余的3艘战舰喜气洋洋地返回了中立的智利港口瓦尔帕莱索加煤 。
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