美舰探照灯在黑暗中绽放出刺目的强光，而在“鲁格”号舰桥上部的射击指挥室里，经验老到的射击指挥官塞巴斯蒂安少校迅速从上衣口袋里掏出墨镜戴上，遂以面前的机械式测距仪测算目标方位，然后发出射击指令：“水平射角015度30分，射击仰角5度30分，前主炮齐射一轮！”
此前在雷达探测数据的指引下，舰上的火炮已经预设了射击诸元，炮手们只需要微调射角即可。这时候，美舰炮火如疾风骤雨般袭来，第一轮射击就有两发炮弹命中了“鲁格”号。万幸的是，击中舰桥的一发被防护装甲弹开，击中前甲板并发生爆炸的一发也未对前主炮塔及主炮造成破坏，“鲁格”号前主炮如期完成调整。塞巴斯蒂安少校以最快的速度完成校调确认，而后直接通过火控系统击发蓄势待发的四门前主炮。
在距“火奴鲁鲁”号2200米的位置，爱尔兰重巡打出的首轮炮火相当精准，两发炮弹落在美舰右舷海面，弹着点离舰舷不过二三十米，还有两发越过甲板，擦着舰桥和烟囱落到了战舰的另一侧。
见此情形，塞巴蒂斯安少校当机立断，在不做任何调整的情况下直接打出了第二轮炮火，而这一轮炮火竟然打出了50%的命中率！转瞬之间，美舰舰桥和舯部舰壁都迸射出了爆炸的烈焰，而且打中舰桥的一击相当致命，战斗舰桥里的4名军官和4名军士当场阵亡，这艘轻巡洋舰虽在后舰桥设有预备指挥室，但谁也没有料到战斗刚开始就出现这样的糟糕情况，所以“火奴鲁鲁”号暂时陷入了无指挥状态。
仅以前主炮射击当然不能发挥出战舰的全部战力，“鲁格”号很快开始左转，待前主炮打出第三轮炮火，后主炮开始加入战斗。紧接着，舰长法雷尔下令发动鱼雷攻击，六条533毫米鱼雷从右舷后部的发射管里窜出，片刻过后，海面出现了六条平行的鱼雷尾迹。“火奴鲁鲁”号上虽有舰员发现鱼雷来袭，并通过舰上的通讯线路向预备指挥室告警，但为时已晚，美舰仓促规避，最终还是挨了一条鱼雷，威力巨大的t-4鱼雷将这艘美国轻巡洋舰的半个舰艏给炸飞上了天。随着海水汹涌灌入舰舱，战舰的航速骤然减慢，甲板迅速倾斜，此时舰上的火炮仍在奋力开火，但已失去原先的锐气，愈显杂乱的炮火难以对爱尔兰重巡洋舰构成实质威胁。
片时，“鲁格”号调整至舰体与“火奴鲁鲁”号平行的状态，此刻两舰仅仅相隔900多米，前者犹如决斗取胜的骑士，以冷傲的目光注视着落败者，心中虽有几分怜悯，手中的剑还是无情地落下……两轮齐射过后，美舰在一阵猛烈的爆炸中加速下沉，舰上的幸存者纷纷跃入水中，而从“火奴鲁鲁”号抢先开火算起，这两艘战舰的近身搏杀才进行了不到五分钟。一对一的战斗再次呈现出了一边倒的局面，只不过美国人怎么也没有料到，己方巡洋舰会在输出效率、射击阵位均占优势的情况下被对手一击ko。正因如此，另一艘美国巡洋舰“纳什维尔”号上，军官们还期待着与友舰夹击对手，海面上闪跃的爆炸焰光被认为是“火奴鲁鲁”号在以疾风骤雨般的射击痛扁对手，等他们意识到情况不妙，爱尔兰重巡洋舰已经重新调整好了姿态，带着满满信心迎击第二个对手。
距敌2000米位置，爱尔兰人以彼之道还施彼身，他们抢先打开舰上的全部探照灯，在为己方炮手指明目标方位的同时，顺带以强光干扰对手观瞄。依托高精度的体视式测距仪、改进型的全舰统一指挥系统再加上训练有素的舰员，“鲁格”号以最快的速度完成了观瞄校正，而后直接祭出第一轮全主炮齐射，所有炮弹均散布在美舰“纳什维尔”号周边，跃起的水花在探照灯的照耀下焕发出雪白晶莹的光泽。
装备五座三联装主炮塔的布鲁克林级只能以六门主炮向正面目标开火，发现敌舰全力对付自己，美舰连忙转向，位于前甲板的三座主炮塔也随之转动起来。
在“纳什维尔”号还击之前，爱尔兰重巡非常迅猛地打出了第二轮齐射，只是这次没有了先前的爆棚运气，炮弹仍散布在美舰周边，离舰舷最近的弹着点也在五米开外。
按照常理，目标较大幅度地改变了航向，攻击者需要重新观瞄并估算提前量，从而得出新的炮火参数，这需要耗费不少时间，所以在较近距离的战斗中，有经验的射击指挥官往往会选择“跟着感觉走”，也即利用直观判断而不是观瞄数据来调整舰炮的射击诸元。“鲁格”号第二轮齐射过后的炮火停顿只持续了不到半分钟，此时美舰已经侧过身来，舰体接近与“鲁格”号平行，两者的距离约为1600米，彼此的舰炮都威风凛凛地指向对方，但炮击效果如何，必须等到炮弹落下之后才有定论。
炮声如同战鼓，在海面上隆隆作响，“鲁格”号的八门203毫米炮开火之时，对面的“纳什维尔”号也出现了闪烁的炮焰。硝烟弥散，双方打出的炮弹呼啸着划过海面，随之激起团团水浪。
美舰打出的15发炮弹全数偏近，且有两发落点紧贴“鲁格”号左舷，爱尔兰重巡洋舰的炮弹全部打远，有些弹着点离“纳什维尔”号有数十米，乍看起来两舰的射击精度相差甚远，实际上“鲁格”号有两发炮弹命中了美舰的甲板建筑，它们分别从烟囱以及后舰桥观测台贯穿而过，最终落海爆炸。
理想状态下，布鲁克林级每轮齐射间隔7。5秒，而“鲁格”号是12秒，爱尔兰重巡洋舰的主炮穿甲弹很有威胁，而布鲁克林级的152毫米口径穿甲弹也能够近距离击穿“鲁格”号的绝大多数部位——“火奴鲁鲁”号指挥官之所以在友舰抵近之前就跟敌舰正面交手，攻击效率想必是关键性的倚仗，同样的理由适用于“纳什维尔”号指挥官，而这艘美舰却在开火之后继续转向，原因无他，舰员们这时已经发现“火奴鲁鲁”号正在下沉，他们不但失去了夹击之势，还面对着一个战力超出预计的对手，此时避敌锋芒才是理智之举。
不管敌舰是战术性的规避还是策略性的撤退，战场形势已变，法雷尔上校毫不迟疑地率领“鲁格”号全速追击。虽然战舰高速航行时的射击精度欠佳，但由于距离较近，双方都在追逐过程中不断朝对手开火，结果在这场持续半个多小时的追逐战中，爱尔兰重巡耗费主炮炮弹84发，命中1发，美国轻巡打掉了186发，命中3发，效率相差无几，而关键是谁也没有给对手造成致命伤。
击伤敌舰并将其驱离护航船队所在区域，冯-海因克和法雷尔都此时觉得应该主动结束战斗，尽速返回船队以防发生不测，可是，舰载雷达探测到的新情况令他们大为吃惊：西北方向又发现一支规模不明的敌舰队！
之前干净利落地击沉美舰一艘，“鲁格”号全舰上下军心大振，舰员们不惧战斗，但指挥官们需要考虑的问题不光是士气。这一晚先是敌方潜艇，而后是敌方轻巡舰队，现在又出现了第二支水面舰队，前后间隔之短，说明这绝非偶然状况。既然敌人盯上了这支护航船队，此前的攻击恐怕只是为了护航兵力的探明虚实，真正的手段还在后头。反观护航船队这边，轻巡“赫塔”号身负重伤，无法为船队提供有效的护航支援，余下几艘驱逐舰和扫雷舰用于反潜尚可，若是碰上敌方的大型战舰，根本发挥不了什么作用。
既有此般顾虑，冯-海因克少将火急火燎地发出求援电报，并在电报中报备，若无力阻挡敌人攻击，他将解散船团，令所属船只各自逃命。
情势紧急，同盟国舰队司令部和德国海军参谋部很快发来回电，明确护航船队应继续朝欧洲方向撤退。这两份电报均未提及援兵，却出奇一致地令他非情况迫不得已不要解散船团，字里行间似有某种暗示，但冯-海因克少将并不知晓己方支援舰队行踪，只期自己不会成为引诱敌人的牺牲品。
发现敌方舰队之后，“鲁格”号调头向东，并相应降低航速，以便继续监视敌踪，而新发现的这支敌舰队航速约为22节，若一直保持这样的速度，只待天亮就能追上代号“腓特烈-凯撒”的同盟国护航船队，这令冯-海因克非常焦虑，然而没过多久，形势突然发生转变——雷达在东北方海面发现了一支舰队。如果这是敌方舰队，两面夹击之下，护航船队恐难免灭顶之灾，但如果是己方舰队，状况便截然不同了。
不多时，“鲁格”号在其通讯频率收到了一条署名s舰队的密码电报，要求通报此前的战况，冯-海因克少将不明就里，所以在回电中谨慎叙述战斗经过，并不提及护航船队的实情。