Коммодор Харвуд уже решил, как будет действовать, и разделил свою эскадру на 2 группы: легкие крейсера и «Эксетер». Лангсдорф ожидал, что англичане отступят, как только попадут под огонь тяжелых орудий, и потом ограничатся преследованиям, дожидаясь прибытия подкреплений. Для него стало потрясающим сюрпризом, что противник принял бой.
«Адмирал граф Шпее» открыл огонь в 6.18, сначала сосредоточив его на «Эксетере» — наиболее грозном противнике. «Эксетер» начал отвечать 2 минуты спустя. Тем временем 2 легких крейсера пошли на сближение, ведя непрерывный огонь из своих более мелких орудий. Как обычно, стрельба немцев в начале боя была очень меткой. Уже третий залп лег накрытием. За считанные минуты «Эксетер» получил 2 попадания в районе башни «В». Она вышла из строя, погибли почти все находившиеся на мостике. Потом еще два 280-мм снаряда попали в «Эксетер», выведя из строя башню «А». В средней части корабля вспыхнул пожар. Исправными остались только два 203-мм орудия, и «Эксетер» казался обреченным, однако он сумел огрызнуться в ответ.
«Адмирал граф Шпее» получил 3 попадания 203-мм снарядами, в том числе одно — в КДП. Его главный калибр остался совершенно невредим, и от уничтожения «Эксетер» спасла только настойчивость «Аякса» и «Ахиллеса». Они подошли достаточно близко, и снаряды их 152-мм орудий начали наносить повреждения не слишком хорошо забронированному немецкому кораблю.
Поэтому Лангсдорф был вынужден перенести огонь главного калибра на эти 2 крейсера. На этот раз он не стал делить огонь между обеими британскими группами. «Эксетер» получил возможность уползти. Он успел дать 2 залпа торпедами, которые вынудили Лангсдорфа уклоняться.
Снова стрельба карманного линкора была меткой, и оба легких крейсера были накрыты, но умелое маневрирование спасло их от прямых попаданий. Они отделались осколочными пробоинами. Хотя 4 попадания 280-мм снарядов тяжело повредили «Эксетер», в 6.37 Лангсдорф тоже отвернул прочь. Дистанция, которая сократилась до 13000 ярдов, теперь выросла до 17000 ярдов. На таком расстоянии 152-мм снаряды британских крейсеров не могли принести вреда карманному линкору, хотя его надстройки уже были разворочены.
Поэтому поврежденный «Эксетер» получил передышку на 50 минут. Все это время его оставшаяся башня продолжала вести огонь, который только нервировал немецкого капитана, так как новых попаданий крейсер не добился. В 7.29 «Эксетер» был вынужден окончательно прекратить бой, потому что механизмы башни «Y» встали в результате короткого замыкания. Впрочем, к этому времени бой фактически завершился. Началось нечто неслыханное. 2 легких крейсера преследовали своего могучего противника.
«Граф Шпее» пытался стряхнуть погоню с хвоста. Время от времени он разворачивался и обстреливал. В результате в 7.25 обе кормовые башни «Аякса» были выведены из строя одним попаданием 280-мм снаряда. Однако легкие крейсера не прекращали стрельбу, добившись в общей сложности не менее 17 попаданий 152-мм снарядами. Карманный линкор потерял 36 человек убитыми и 59 ранеными.
Лангсдорф прекратил попытки избавиться от преследования. Он уже истратил 60 процентов боеприпасов и теперь направился в уругвайский порт Монтевидео, надеясь найти там временное убежище для ремонта. Харвуд уже решил прекратить бой и возобновить его только после наступления темноты. Ему сообщили, что легкие крейсера израсходовали около 80 процентов боезапаса, и это повлияло на его решение. Позднее выяснилось, что рапорт был неточным, но решение Харвуда оказалось мудрым.
После боя 13 декабря последовали 3 дня ожесточенной политической борьбы. Лангсдорф, уже претерпевший немало унижений от мировой прессы за свое решение поспешно отойти после недолгого боя, после консультаций с Берлином решил затопить свой корабль, а не прорываться в Германию. Поползли слухи, что «Ринаун» ожидает его за горизонтом, хотя на самом деле этот корабль находился в тысячах миль от Монтевидео и направлялся в Рио-де-Жанейро для дозаправки. Более того, ушел еще один британский корабль. «Эксетер» отправился на Фолкленды, а ему на смену пришел другой тяжелый крейсер «Камберленд». Но немецкий капитан был убежден, что у него нет ни одного шанса. 17 декабря «Адмирал граф Шпее» вышел в устье Ла-Платы, где стояли «Аякс» и «Ахиллес». На закате карманный линкор был взорван и сел на дно. Его надстройки, представляющие собой массу искореженного металла, и 280-мм башни торчали из воды. Через 2 дня Лангсдорф застрелился.
