«Гнейзенау» увеличил скорость и чуть отвернул вправо, «Шарнхорст» повторил этот маневр. Участникам этого боя сильно мешала высокая встречная волна, однако более новые немецкие корабли страдали от нее заметно больше, чем английский старичок — «Ринаун» был на 20 с лишним лет старше «немцев». Те набрали скорость 24 узла, и «Ринаун» с трудом удерживался за ними. «Шарнхорст» открыл ответный огонь в 4.10, правильно определив, с кем имеет дело, «Гнейзенау» задержался на одну минуту. В течение 10 минут противники никак не могли нащупать дистанцию. Немцы испытывали заметные трудности, им пришлось развернуть носовые башни назад, поэтому встречная волна захлестывала люки для выброса гильз. Нежная проводка систем управления огнем отказала, и башням пришлось стрелять самостоятельно, отказавшись от центральной наводки. Тем не менее немцы добились двух попаданий в «Ринаун», хотя оба снаряда не взорвались. Один снаряд попал в корму в районе башни «Y», второй пробил опору треногой фок-мачты.
«Ринаун» добился попадания в «Гнейзенау» своим шестнадцатым залпом в 4.17, и этот снаряд изменил ход боя. Он попал в верхнюю часть башневидной надстройки, осколки вывели из строя главный КДП и повредили пост управления огнем среднего калибра. «Гнейзенау» немедленно повернул вправо, «Шарнхорст» прошел у него за кормой, поставил дымовую завесу и повернул следом. «Ринаун» повторил поворот и перенес огонь на «Шарнхорст», но при этом ему пришлось снизить скорость до 23 узлов. Британские эсминцы не могли дать и этого и постепенно отставали от тяжелых кораблей, однако их присутствие нервировало адмирала Лютьенса, он понимал: любое серьезное повреждение его кораблей может стать роковым, так как эсминцы смогут пустить в ход свои торпеды. В этот период «Ринаун» добился двух попаданий в «Гнейзенау» 114-мм снарядами, как это ни странно, одно из них имело достаточно серьезное значение. Снаряд угодил в колпак, прикрывающий дальномер башни «А», и вода начала хлестать в башню еще и через это отверстие. Но тут немцам не повезло — на «Шарнхорсте» начались проблемы в котельном отделении, и он был вынужден снизить скорость, хотя неполадки довольно быстро исправили. В 4.56 «Ринаун» потерял немцев в дождевом шквале, и бой временно прекратился. К этому времени он еще больше снизил скорость, а немцы увеличили ее до 27 узлов, дистанция начала расти.
Казалось, все этим и кончится, однако на «Шарнхорсте» снова возникли проблемы, теперь с правой турбиной, ему пришлось временно снизить скорость до 15 узлов. В это же время Уитворт пошел на риск и увеличил скорость до 25 узлов. В 5.15 немцы снова были обнаружены, и «Ринаун» открыл огонь. Начался самый нудный и неприятный вид боя — «висение на хвосте». На залпы англичан отвечала только кормовая башня «Шарнхорста», но спорадическая стрельба велась на предельных дистанциях, и попаданий больше не было. Машинная команда «Ринауна» совершила настоящий подвиг, в какой-то момент доведя скорость старого корабля до 29 узлов, но это было лишь разовое усилие. Дистанция постепенно увеличивалась, в 5.41 «Ринаун» прекратил огонь, а в 6.15 потерял немцев из вида. И хотя адмирал Уитворт еще почти два часа вел погоню вслепую, бой завершился.