В 22.10 радар «Вэлианта» обнаружил цель, стоящую без хода в 6 милях к юго-западу. В это же самое время к «Поле» подходили и крейсера Каттанео, причем экипаж «Фиуме» готовился взять своего товарища на буксир. Ночь была безлунной и облачной, поэтому видимость не превышала 5000 ярдов. Когда с «Полы» заметили на севере неясные силуэты, то решили, что это свои и выпустили красную ракету, с «Зары» заметили эту ракету слева по курсу и повернули в ту сторону. И в этот момент адмирал Каннингхэм совершил тот маневр, на который способен только гений. Нарушая все традиции и инструкции, он повернул свои тяжелые корабли на противника. Учитывая наличие радара у англичан и его отсутствие у итальянцев, он мало чем рисковал, неприятным было лишь то, что «Формидебл» шел в общей колонне между «Вэлиантом» и «Барэмом».
Пока еще англичане не видели корабли Каттанео, но, когда они были замечены, Каннингхэм, не теряя ни секунды, перестроил свои линкоры обратно в кильватерную колонну. Кстати, тут возникает ехидный вопрос: а при чем тут британский радар? Ведь крейсера адмирала Каттанео были обнаружены визуально. «Формидебл» поспешно покинул строй, чтобы не оказаться вовлеченным в неприятный для себя артиллерийский бой.
Итальянцы ничего не подозревали, их башни стояли по-походному. В 22.28 эсминец «Грейхаунд» включил прожектор и навел его на крейсер «Зара». По свидетельству очевидцев, командир крейсера был настолько ошарашен, что даже воскликнул: «Почему он использует прожектор? Он что, спятил?!» Ответ последовал незамедлительно, британские линкоры дали первый залп с дистанции 3400 ярдов. С дистанции пистолетного выстрела промахнуться было невозможно, тут же открыла огонь и средняя артиллерия. Командир «Зары» капитан 1-го ранга Корси приказал дать полный вперед и повернуть вправо, но было поздно. Прямыми попаданиями были уничтожены два котельных отделения, пропала электроэнергия, поэтому навести орудия итальянцы не сумели. Крейсеру «Фиуме» пришлось ничуть не легче, первым же залпом «Уорспайта» с него была снесена четвертая башня, пожары заполыхали буквально от носа до кормы. На «Витторио Венето», наверное, с немалым удовлетворением видели вспышки выстрелов в 45 милях за кормой.
В очередной раз бой оказался очень скоротечным — британские линкоры стреляли всего 4,5 минуты. Крейсера не могли противостоять 381-мм снарядам, горящий «Фиуме» быстро затонул, «Зара» продержалась немного дольше, но торпеды эсминца «Стюарт» и собственные подрывные заряды отправили его на дно. Вместе с кораблем погиб и вице-адмирал Карло Каттанео. На стоявшем без хода «Поле» тем временем разгорелся спор, старший помощник капитан 2-го ранга Бренгола рвался открыть огонь, так как 100-мм орудия еще могли стрелять, но командир капитан 1-го ранга Де Пиза мужественно не поддался на провокацию, он даже приказал погасить единственный работающий котел № 8. В 23.15 он приказал покинуть корабль, так как выяснилось, что почти все 100-мм снаряды выкинуты за борт во избежание пожаров и взрывов.