Харвуд сразу понял, в какое опасное положение попал "Эксетер". Он приказал легким крейсерам изменить курс, чтобы ввести в действие все орудия. С короткой дистанции 5,5 миль они обрушили на "Графа Шпее" ливень 112-фн снарядов, вынудив Лангсдорфа отвернуть, оставив "Эксетер" в покое. Немцы сосредоточили весь огонь на легких крейсерах. "Аякс" выпустил 4 торпеды, которые прошли мимо. Наконец "Аякс" заплатил за свою смелость, когда 11" снаряд разбил обе его кормовые башни. "Граф Шпее" тоже выпустил торпеды, но самолет "Аякса" заметил их, и крейсера легко уклонились. Когда дистанция сократилась до 4 миль в ход пошли даже 4.1" орудия "Графа Шпее". Снаряды вздымали фонтаны воды вокруг легко бронированных крейсеров, только умелое маневрирование и удача спасали их от рокового попадания. Харвуд приказал развить максимальную скорострельность и под прикрытием дымзавесы выходить из боя. Битва длилась 1,5 часа.
"Граф Шпее" получил около 20 попаданий, в основном 6" снарядами. Многие попадания не причинили никакого вреда. Например, 2 снаряда просто ударились о толстую броню кормовой башни, часть британских снарядов не взорвалась. Однако и остальных попаданий хватило, чтобы изрешетить надстройки. Карманный линкор потерял 36 человек убитыми и 58 ранеными. Сам Лангсдорф получил 2 осколочных ранения и был контужен. Шлюпки карманного линкора были уничтожены, многие вспомогательные орудия не могли стрелять, так как были разбиты их элеваторы, прямым попаданием было уничтожено 5.9" орудие. Много оборудования было выведено из строя. В палубе и бортах зияли пробоины, включая дыру в 6 квадратных футов возле ватерлинии и чуть меньшую пробоину ниже ее.
Легкие крейсера теперь держались за кормой "Графа Шпее", намереваясь преследовать его до темноты, после чего они могли сблизиться, уже не подвергая себя опасности. Поврежденный "Эксетер" медленно пополз на Фолклендские острова, потеряв 53 человека убитыми и многих ранеными. Командир "Графа Шпее" стоял перед трудным выбором. Беглый осмотр убедил его, что корабль недостаточно мореходен, чтобы прорваться в Германию. С этого момента все его мысли и поступки были направлены на сохранение корабля и экипажа. Он не смог правильно оценить ни тактическую, ни стратегическую ситуацию. Лангсдорф повернул в Монтевидео, отвергнув Буэнос Айрес, так как ил на мелководье в устье Ла Платы мог забить систему охлаждения дизелей. Так как Уругвай сохранял нейтралитет, он ожидал интернирования своего корабля.
