Рано утром 13 декабря 1939 года противники встретились, это был первый серьезный морской бой Второй мировой войны, который тоже во многом стал символическим для дальнейших отношений между Королевским Флотом и Кригсмарине. Эскадра Харвуда состояла из тяжелого крейсера «Эксетер» (6 203-мм орудий) и легких крейсеров «Аякс» и «Ахиллес» (8 152-мм орудий). Германский рейдер был вооружен 6 280-мм и 8 150-мм орудиями и без труда мог потопить любой из британских крейсеров. Он и открыл огонь первым в 06.18 с дистанции 19 000 ярдов, английские крейсера ответили через пару минут. Коммодор Харвуд, чтобы затруднить немцам управление огнем, разделил свою эскадру на два отряда – «Эксетер» действовал отдельно от легких крейсеров. Это дало ожидаемый результат: во время боя немецкий корабль несколько раз переносил огонь с одного британского крейсера на другой и в результате не сумел потопить ни одного, хотя «Эксетер» получил очень тяжелые повреждения. Четыре попадания тяжелых снарядов вывели из строя две башни, систему управления огнем, появился сильный дифферент на нос. Если бы Лангсдорф проявил чуть больше настойчивости, он сумел бы потопить этот корабль, и тогда результат боя смотрелся бы совсем иначе, тем более что прямым попаданием были выведены из строя кормовые башни «Аякса».
Но и немецкий корабль тоже получил заметные повреждения – в него попало около двух десятков снарядов. Хотя гибель «Графу Шпее» совсем не грозила, пострадала мореходность, что поставило под сомнение возвращение в Германию, была выведена из строя система управления огнем. Во многом карманному линкору помогли англичане, так как легкие крейсера стреляли полубронебойными снарядами, которые пробивали легкие надстройки «Графа Шпее», не взрываясь. Если бы англичане использовали фугасные снаряды, немецкому кораблю пришлось бы много хуже. Однако имелось еще одно повреждение, о котором не упоминает большинство авторов. 203-мм снаряд «Эксетера» в 06.38 пробил броневой пояс и взорвался на броневой палубе, повредив систему подачи топлива. Дизеля карманного линкора могли использовать лишь ближайшую цистерну, где соляра оставалось всего лишь на 16 часов хода! Исправить это повреждение в море под огнем противника было невозможно, поэтому «Граф Шпее» был просто вынужден уходить в ближайший порт, в 07.40 бой фактически завершился. Лангсдорф выбрал Монтевидео, «Аякс» и «Ахиллес» следовали за ним по пятам, но в бой благоразумно не вступали.
