В 10.00 немцы ясно увидели треногие мачты, двигающиеся в гавани по направлению к морю. На флагманском “Инвинсибле” ещё поднимали якоря, когда из бухты выскочил “Глазго”, за которым последовали “Кент”, успевший за два часа собрать свою машину, “Карнарвон” и “Инфлексибл”; “Корнуол” вышел почти одновременно с “Инвинсибом”, а немного отставший “Бристоль” получил приказание остаться в гавани вместе с вспомогательным крейсером “Македония” и додредноутом “Канопус”.
В 10.10 оба линейных крейсера уже вышли из гавани. Видимость была изумительной, море спокойное и ослепительно голубое, дул лёгкий северо-западный ветер и яркое солнце хорошо освещало линию горизонта, на котором явственно проектировались верхушки труб и мачты неприятельских крейсеров.
Бой с двумя германскими броненосными крейсерами должны были вести оба линейных крейсера и броненосный крейсер “Карнарвон”. Им потребовалось порядочно времени, чтобы довести свой ход до полного, так как эскадра Шпее находилась в 19 милях на SW и полным ходом уходила от опознанных ими превосходящих сил. Англичане, которые делали 24 уз. против немецких 18 уз., смогли сблизиться на дистанцию огня только по прошествии некоторого времени.
В 10.20 последовал приказ Стерди преследовать корабли Шпее и поднял сигнал “общей погони”, означавший, что кораблям предоставляется свобода действий. В 11.22 вся германская эскадра повернула на SO. Лучшему британскому ходоку крейсеру “Глазго” (25,8 уз.) приказали поддерживать соприкосновение с немцами.
Оба линейных крейсера сжигали в котлах вместе с углём нефть. Причем на “Инвинсибле” это делали довольно неумело, а направление ветра было столь неудачным, что густой чёрный дым из его дымовых труб все время накрывал “Инфлексибл”. В 10.48 для уменьшения дымности линейным крейсерам пришлось снизить скорость хода до 22 уз.
Около 11.10 Стэрди сигналом передал на “Инфлексибл”, которому приказал держаться у него справа за кормой, чтобы он ещё уменьшил ход до 19 уз, чтобы дать возможность лёгким крейсерам догнать линейные, а в 11.29 приказал всей эскадре идти 20-узловым ходом, что вызвало некоторое удивление. Это нарушало великий принцип Нельсона и Фишера “не терять ни часа”. Во время этого перерыва около 11.00 командам дали обед и возможность переодеться из угольного платья в чистое синее.
В 11.26 Стэрди приказал “Бристолю” и вспомогательному крейсеру “Македония” “уничтожить транспорты”, которые Шпее отделил от эскадры.
Британская эскадра преследовала противника сначала на параллельных, а с 11.30 на постепенно сходящихся курсах. Уже к полудню во главе эскадры оказались линейные крейсера.
В 12.20, не имея возможности дольше дожидаться тихоходного “Карнарвона”, отставшего на 6 миль, адмирал приказал увеличить ход до 22 уз, а в 12.50 линейные крейсера вновь увеличили скорость хода до 25 уз. Стэрди семафором приказал “Инфлексиблу” держаться от “Инвинсибла” в расстояни 1000 м (5 кбт.).
В 12.55 “Инвинсибл” поднял сигнал “Открыть огонь”.
Английская эскадра имела подавляющее превосходство в артиллерии и, что очень важно, превосходила крейсера противника и в скорости хода минимум на 3-4 уз, поэтому бой был неизбежен. “Инвинсибл” и “Инфлексибл” в первую очередь старались навязать бой “Шарнхорсту” и “Гнейзенау”. Сам Шпее, видя, что об уклонении от боя не может быть и речи, решил принять бой своими большими крейсерами.
Эскадра Шпее растянулась. Замыкающий германскую кильватерную колонну “Лейпциг” отстал на 2800 м (15 кбт.). Первый выстрел в этот день в 12.58 дал по этому кораблю “Инфлексибл” с дистанции 14500 м (78 кбт.) из передней 305-мм башни. Выбор цели на “Инфлексибле” был произведен не по сигналу флагмана, а по приказанию командира корабля после его переговоров со старшим артиллеристом коммандером Вернером. Первый залп упал с недолетом, второй также, и старший артиллерист дал “дробь” и доложил, что противник находится вне обстрела. Спустя две минуты первый и тоже недолетный залп по “Лейпцигу” выпустил “Инвинсибл”. Вместе они выпустили по нему около 20 снарядов, и вскоре начались накрытия. К 13.15 “Лейпциг” закрыли водяные столбы падающих вблизи снарядов, он не выдержал и в 13.20 отвернул вправо курсом S.
В 13.20 Шпее сигналом отдал германскими лёгкими крейсерам приказ: “Рассыпаться и уходить по способности”. Получив приказ рассредоточиться, “Дрезден” и “Нюрнберг” в 13.25 также отвернули на S и SW и стали уходить. Следуя сигналу Стэрди, “Карнарвон”, “Кент” и “Глазго” бросились за ними в погоню.
Флагманский “Шарнхорст” на несколько минут вступил концевым, затем они снова поменялсь местами. В 13.26-13.32 они оба повернули влево, изменив курс с SO на ONO, желая, по-видимому, отвлечь англичан от своих лёгких крейсеров и с тем, чтобы дым из его труб не мешал комендорам. Линейные крейсера и “Карнарвон”, вытянувшись в кильватерную колонну, в 13.28-13.32 также повернули влево и легли на курс ONO, параллельный курсу германских крейсеров.
После двухчасовой погони в 13.20 “Инвинсибл”, наконец, начал пристрелку и открыл артиллерийский огонь с дистанции 14500 м (78 кбт.) по “Шарнхорсту”. В 13.25 “Шарнхорст” и “Гнейзенау”, с л/б, в свою очередь, открыли ответный огонь по британским линейным крейсерам.
В 13.30 начался решаюший бой. Предельная дальность стрельбы британских 305-мм орудий составляла 15000-15500 м (81-84 кбт.), дистанция действительного огня 11000-13000 м (59-70 кбт.). На обоих германских крейсерах носовые и кормовые башни (по два 210-мм орудия в каждой) имели предельную дальность 16300 м (88 кбт.), а по два 210-мм казематных орудия с каждого борта – 12400 м (67 кбт.); 150-мм казематные орудия 13700 м (74 кбт.). Немцы на всех дистанциях были уязвимы для 305-мм орудий англичан, британские же линейные крейсера имели броню, непробиваемую для 210-мм снарядов на дистанции 13000 м (70 кбт.), а на меньшей и для 150-мм орудий.
В дальнейшем “Инфлексибл” стрелял, в основном, по “Гнейзенау”, но некоторое время в начале боя и по “Шарнхорсту”, когда крейсера противника поменялись местами. Первое время артиллерийский огонь “Инфлексибла” был недействителен из-за значительной дистанции -12700-11000-14800 м (68-59-80 кбт.) и большого числа незначительных изменений курса. Большое облако дыма от впереди идущего флагмана затрудняло наводку и наблюдение за падением снарядов. “Недолеты” нельзя было сосчитать, “попадания” и “перелеты” трудно было видеть. Стало ясно, что на большой дистанции требуется время, чтобы уничтожить корабли противника.
Когда дистанция уменьшилась до 11000 м (59 кбт.), немцы ввели в действие 150-мм орудия и неприятельские снаряды стали ложившиеся очень кучно. Уже в 13.44 артиллеристы “Шарнхорста” с третьего залпа накрыли флагманский “Инвинсибл”, получивший первое попадание 210-мм снарядом, но без особых повреждений.
Чтобы сбить пристрелку, в 13.44 Стэрди отвернул на два румба (20°) влево для увеличения дистанции сначала до 14500 м (78 кбт.), а в 13.54 вообще вышел за пределы дальности ведения огня. Но уже в 13.57 англичане легли на прежний курс, а с 14.05 стали уменьшать расстояние, склоняясь на SO.
За час боя к 14.00 орудия “Инфлексибла” сделали около 150 выстрелов, но в “Гнейзенау” были заметны только три попадания. Первый снаряд в 13.15 попал в заднюю часть третьей дымовой трубы и взорвался. Осколки в нескольких местах пробили верхнюю батарейную палубы, прошли в казематы 210-мм и 150-мм орудий. В результате среди состава орудийных расчетов были потери и легко повреждено одно орудие. В 13.20 второй снаряд попал в среднюю палубу вблизи заднего бронированного поста. Осколки повредили дальномер на его крыше, изрешетили два расположенных вблизи катера, во многих местах пробили палубу, проникли в офицерские каюты и кают-компанию гардемарин у кормовой батареи л/б. В этих помещениях осколки причинили большие повреждениия, но пожара не возникло. Дверь кормовой батареи л/б сорвало с петель. В 13.22 осколки разорвавшегося в воде третьего снаряда пробили бортовую обшивку над ватерлинией и изрешетили офицерские каюты, часть из них пробила борт ниже ватерлинии в районе погреба боеприпасов № 12. Погреб пришлось оставить, задраив дверь. “Гнейзенау” энергично отвечал. Но его огонь, быстрый и точный по направлению, страдал по дальности.