美艦探照燈在黑暗中綻放出刺目的強光，而在“魯格”號艦橋上部的射擊指揮室裡，經驗老到的射擊指揮官塞巴斯蒂安少校迅速從上衣口袋裡掏出墨鏡戴上，遂以面前的機械式測距儀測算目標方位，然後發出射擊指令：“水平射角015度30分，射擊仰角5度30分，前主炮齊射一輪！”
此前在雷達探測數據的指引下，艦上的火炮已經預設了射擊諸元，炮手們只需要微調射角即可。這時候，美艦炮火如疾風驟雨般襲來，第一輪射擊就有兩發炮彈命中了“魯格”號。萬幸的是，擊中艦橋的一發被防護裝甲彈開，擊中前甲板併發生爆炸的一發也未對前主炮塔及主炮造成破壞，“魯格”號前主炮如期完成調整。塞巴斯蒂安少校以最快的速度完成校調確認，而後直接通過火控系統擊發蓄勢待發的四門前主炮。
在距“火奴魯魯”號2200米的位置，愛爾蘭重巡打出的首輪炮火相當精準，兩發炮彈落在美艦右舷海面，彈著點離艦舷不過二三十米，還有兩發越過甲板，擦著艦橋和煙囪落到了戰艦的另一側。
見此情形，塞巴蒂斯安少校當機立斷，在不做任何調整的情況下直接打出了第二輪炮火，而這一輪炮火竟然打出了50%的命中率！轉瞬之間，美艦艦橋和舯部艦壁都迸射出了爆炸的烈焰，而且打中艦橋的一擊相當致命，戰鬥艦橋裡的4名軍官和4名軍士當場陣亡，這艘輕巡洋艦雖在後艦橋設有預備指揮室，但誰也沒有料到戰鬥剛開始就出現這樣的糟糕情況，所以“火奴魯魯”號暫時陷入了無指揮狀態。
僅以前主炮射擊當然不能發揮出戰艦的全部戰力，“魯格”號很快開始左轉，待前主炮打出第三輪炮火，後主炮開始加入戰鬥。緊接著，艦長法雷爾下令發動魚雷攻擊，六條533毫米魚雷從右舷後部的發射管裡竄出，片刻過後，海面出現了六條平行的魚雷尾跡。“火奴魯魯”號上雖有艦員發現魚雷來襲，並通過艦上的通訊線路向預備指揮室告警，但爲時已晚，美艦倉促規避，最終還是捱了一條魚雷，威力巨大的t-4魚雷將這艘美國輕巡洋艦的半個艦艏給炸飛上了天。隨著海水洶涌灌入艦艙，戰艦的航速驟然減慢，甲板迅速傾斜，此時艦上的火炮仍在奮力開火，但已失去原先的銳氣，愈顯雜亂的炮火難以對愛爾蘭重巡洋艦構成實質威脅。
片時，“魯格”號調整至艦體與“火奴魯魯”號平行的狀態，此刻兩艦僅僅相隔900多米，前者猶如決鬥取勝的騎士，以冷傲的目光注視著落敗者，心中雖有幾分憐憫，手中的劍還是無情地落下……兩輪齊射過後，美艦在一陣猛烈的爆炸中加速下沉，艦上的倖存者紛紛躍入水中，而從“火奴魯魯”號搶先開火算起，這兩艘戰艦的近身搏殺才進行了不到五分鐘。一對一的戰鬥再次呈現出了一邊倒的局面，只不過美國人怎麼也沒有料到，己方巡洋艦會在輸出效率、射擊陣位均佔優勢的情況下被對手一擊ko。正因如此，另一艘美國巡洋艦“納什維爾”號上，軍官們還期待著與友艦夾擊對手，海面上閃躍的爆炸焰光被認爲是“火奴魯魯”號在以疾風驟雨般的射擊痛扁對手，等他們意識到情況不妙，愛爾蘭重巡洋艦已經重新調整好了姿態，帶著滿滿信心迎擊第二個對手。
距敵2000米位置，愛爾蘭人以彼之道還施彼身，他們搶先打開艦上的全部探照燈，在爲己方炮手指明目標方位的同時，順帶以強光干擾對手觀瞄。依託高精度的體視式測距儀、改進型的全艦統一指揮系統再加上訓練有素的艦員，“魯格”號以最快的速度完成了觀瞄校正，而後直接祭出第一輪全主炮齊射，所有炮彈均散佈在美艦“納什維爾”號周邊，躍起的水花在探照燈的照耀下煥發出雪白晶瑩的光澤。
裝備五座三聯裝主炮塔的布魯克林級只能以六門主炮向正面目標開火，發現敵艦全力對付自己，美艦連忙轉向，位於前甲板的三座主炮塔也隨之轉動起來。
在“納什維爾”號還擊之前，愛爾蘭重巡非常迅猛地打出了第二輪齊射，只是這次沒有了先前的爆棚運氣，炮彈仍散佈在美艦周邊，離艦舷最近的彈著點也在五米開外。
按照常理，目標較大幅度地改變了航向，攻擊者需要重新觀瞄並估算提前量，從而得出新的炮火參數，這需要耗費不少時間，所以在較近距離的戰鬥中，有經驗的射擊指揮官往往會選擇“跟著感覺走”，也即利用直觀判斷而不是觀瞄數據來調整艦炮的射擊諸元。“魯格”號第二輪齊射過後的炮火停頓只持續了不到半分鐘，此時美艦已經側過身來，艦體接近與“魯格”號平行，兩者的距離約爲1600米，彼此的艦炮都威風凜凜地指向對方，但炮擊效果如何，必須等到炮彈落下之後纔有定論。
炮聲如同戰鼓，在海面上隆隆作響，“魯格”號的八門203毫米炮開火之時，對面的“納什維爾”號也出現了閃爍的炮焰。硝煙彌散，雙方打出的炮彈呼嘯著劃過海面，隨之激起團團水浪。
美艦打出的15發炮彈全數偏近，且有兩發落點緊貼“魯格”號左舷，愛爾蘭重巡洋艦的炮彈全部打遠，有些彈著點離“納什維爾”號有數十米，乍看起來兩艦的射擊精度相差甚遠，實際上“魯格”號有兩發炮彈命中了美艦的甲板建築，它們分別從煙囪以及後艦橋觀測臺貫穿而過，最終落海爆炸。
理想狀態下，布魯克林級每輪齊射間隔7。5秒，而“魯格”號是12秒，愛爾蘭重巡洋艦的主炮穿甲彈很有威脅，而布魯克林級的152毫米口徑穿甲彈也能夠近距離擊穿“魯格”號的絕大多數部位——“火奴魯魯”號指揮官之所以在友艦抵近之前就跟敵艦正面交手，攻擊效率想必是關鍵性的倚仗，同樣的理由適用於“納什維爾”號指揮官，而這艘美艦卻在開火之後繼續轉向，原因無他，艦員們這時已經發現“火奴魯魯”號正在下沉，他們不但失去了夾擊之勢，還面對著一個戰力超出預計的對手，此時避敵鋒芒纔是理智之舉。
不管敵艦是戰術性的規避還是策略性的撤退，戰場形勢已變，法雷爾上校毫不遲疑地率領“魯格”號全速追擊。雖然戰艦高速航行時的射擊精度欠佳，但由於距離較近，雙方都在追逐過程中不斷朝對手開火，結果在這場持續半個多小時的追逐戰中，愛爾蘭重巡耗費主炮炮彈84發，命中1發，美國輕巡打掉了186發，命中3發，效率相差無幾，而關鍵是誰也沒有給對手造成致命傷。
擊傷敵艦並將其驅離護航船隊所在區域，馮-海因克和法雷爾都此時覺得應該主動結束戰鬥，儘速返回船隊以防發生不測，可是，艦載雷達探測到的新情況令他們大爲吃驚：西北方向又發現一支規模不明的敵艦隊！
之前乾淨利落地擊沉美艦一艘，“魯格”號全艦上下軍心大振，艦員們不懼戰鬥，但指揮官們需要考慮的問題不光是士氣。這一晚先是敵方潛艇，而後是敵方輕巡艦隊，現在又出現了第二支水面艦隊，前後間隔之短，說明這絕非偶然狀況。既然敵人盯上了這支護航船隊，此前的攻擊恐怕只是爲了護航兵力的探明虛實，真正的手段還在後頭。反觀護航船隊這邊，輕巡“赫塔”號身負重傷，無法爲船隊提供有效的護航支援，餘下幾艘驅逐艦和掃雷艦用於反潛尚可，若是碰上敵方的大型戰艦，根本發揮不了什麼作用。
既有此般顧慮，馮-海因克少將火急火燎地發出求援電報，並在電報中報備，若無力阻擋敵人攻擊，他將解散船團，令所屬船隻各自逃命。
情勢緊急，同盟國艦隊司令部和德國海軍參謀部很快發來回電，明確護航船隊應繼續朝歐洲方向撤退。這兩份電報均未提及援兵，卻出奇一致地令他非情況迫不得已不要解散船團，字裡行間似有某種暗示，但馮-海因克少將並不知曉己方支援艦隊行蹤，只期自己不會成爲引誘敵人的犧牲品。
發現敵方艦隊之後，“魯格”號調頭向東，並相應降低航速，以便繼續監視敵蹤，而新發現的這支敵艦隊航速約爲22節，若一直保持這樣的速度，只待天亮就能追上代號“腓特烈-凱撒”的同盟國護航船隊，這令馮-海因克非常焦慮，然而沒過多久，形勢突然發生轉變——雷達在東北方海面發現了一支艦隊。如果這是敵方艦隊，兩面夾擊之下，護航船隊恐難免滅頂之災，但如果是己方艦隊，狀況便截然不同了。
不多時，“魯格”號在其通訊頻率收到了一條署名s艦隊的密碼電報，要求通報此前的戰況，馮-海因克少將不明就裡，所以在回電中謹慎敘述戰鬥經過，並不提及護航船隊的實情。