В этот момент фон Шпее предпринял интересный маневр, он круто повернул на юг, надеясь, что в дыму англичане не заметят этого, а каждая выигранная минута давала ему лишний шанс на спасение. Действительно, Стэрди отреагировал не сразу, но времени у него было достаточно, а погода, как назло, была идеальной. В 14.45 англичане снова открыли огонь, фон Шпее прекратил отход и опять повернул на восток, принимая бой. Теперь дистанция сократилась до 10 000 ярдов, что позволило немцам ввести в дело 150-мм орудия. «Инвинзибл» получил несколько попаданий. Один из 150-мм снарядов попал в каюту казначея и разбросал по палубе десятки золотых монет из разбитого сейфа.
Но на этот раз немецкие корабли пострадали более серьезно, особенно доставалось головному «Шарнхорсту». «Гнейзенау» получил несколько попаданий ниже ватерлинии, два котельных отделения были затоплены, и теперь уже никто не сомневался в исходе боя. Около 15.10 английские линейные крейсера описали широкую петлю, чтобы выйти из собственного дыма, и на какое-то время «Инфлексибл» оказался головным, к великой радости капитан-лейтенанта Вернера, но вскоре его поставили на свое место.
Фон Шпее в 15.15 резко повернул на запад, чтобы ввести в действие орудия правого борта, так как почти вся артиллерия левого борта к этому времени была уничтожена. Бой разгорелся с новой силой. Надстройки «Шарнхорста» были разворочены, мачты и трубы изуродованы, крейсер пылал от носа до кормы, но упрямо продолжал отстреливаться. И все-таки около 16.00 он окончательно потерял ход, сел носом так, что вода плескалась на палубе, появился сильный крен на левый борт. Стэрди сигналом предложил ему сдаться, но ответа не последовало, вместо этого фон Шпее сигналом приказал «Гнейзенау» спасаться, если тот сможет. Но положение «Гнейзенау» к этому времени было немногим лучше.
В 16.17 «Шарнхорст» резко повалился на борт и ушел под воду носом вперед, оставив после себя только облако дыма и пара. Линейные крейсера не могли остановиться, так как продолжали погоню за вторым немецким кораблем, а когда через 15 минут на это место прибыл броненосный крейсер «Карнавон», ни одного человека он не нашел. «Шарнхорст» унес с собой всю команду во главе с адмиралом фон Шпее.
«Гнейзенау» продержался на удивление долго — еще полтора часа англичане упражнялись в стрельбе, уже ничем не рискуя. В 14.45 «Инфлексибл», командиру которого надоело коптиться в дыму адмирала, в нарушение всех приказов вышел из строя влево, и его огонь сразу стал намного более метким. Стэрди не мог потерпеть такого нарушения субординации и сигналом опять поставил непослушный корабль строго в кильватер себе.