Итак, в 14.27 эскадра АБДА, уже входившая в Сурабаю, повернула обратно в море. Союзники следовали тремя колоннами: британские эсминцы шли на правом крамболе колонны крейсеров, 2 голландских и 4 американских эсминца – на ее левой раковине. Японские адмиралы собрали свои разбросанные силы к 15.50, но также предпочли строй нескольких колонн. В 16.10 наблюдатели «Дзинцу» заметили мачты на горизонте, а в 16.12 японцев заметил и головной эсминец союзников «Электра». «Дзинцу» сразу повернул на противника и открыл огонь с дистанции 18 000 ярдов, что делать было бессмысленно, учитывая его 140-мм орудия. В 16.17 в бой вступили японские тяжелые крейсера, но им пришлось стрелять с дистанции 28 000 ярдов. Перед войной все адмиралы много разглагольствовали о чем-то подобном, и вот выпал случай проверить на деле свои измышления. «Хьюстон» и «Эксетер» ответили через 3 минуты.
В 16.20 Доорман повернул влево, так как опасался, что японцы могут перерезать ему курс, и в это же время «Дзинцу» повернул влево, так как адмирал Танака опасался слишком сокращать дистанцию. В 16.29 Доорман повернул еще раз и лег на курс WSW, в результате легкие крейсера союзников обнаружили, что их 152-мм орудия бесполезны. Так, слепо следуя довоенным доктринам, голландский адмирал лишил себя единственного реального преимущества – большого количества средних орудий. Первого попадания добились японцы в 16.31, но 203-мм снаряд, попавший в «Де Рейтер», не взорвался.
Завязалась безрезультатная перестрелка на дальних дистанциях. Унылый ход битвы разнообразили только действия горячих японских адмиралов, командовавших миноносными эскадрами. Завязку боя обеспечил Райдзо Танака, теперь в дело вступил Сёдзи Нисимура. Он повел свои корабли в атаку, и в 16.34 крейсер «Нака» дал первый торпедный залп с дистанции 15 000 ярдов. Между прочим, это 75 кабельтовых, что для европейских торпед было очень большое расстояние. Через минуту выпустил торпеды «Дзинцу», а потом еще 23 торпеды выпустили эсминцы Нисимуры. В 16.52 торпедный залп дал «Хагуро», теперь с дистанции 22 000 ярдов.
Тяжелые крейсера союзников вели энергичный, но неэффективный огонь, хотя сами моряки были убеждены в обратном. Они «точно видели», как получивший множество попаданий «Хагуро» взорвался и затонул. Впрочем, примерно в таком же блаженном заблуждении пребывали и японцы.
Все изменилось в 17.04, когда японский конвой сообщил, что подвергся воздушной атаке. Как-то неожиданно адмирал Такаги сообразил, что крейсера союзников постепенно довольно близко подобрались к конвою и следует действовать более решительно, чтобы не случилось неприятностей. Такаги пошел на сближение с союзниками, Доорман также чуть довернул к северу, навстречу японцам. И тут сначала в «Хьюстон» попал 203-мм снаряд, который не взорвался, а в 17.08 «Эксетер» получил попадание в 102-мм установку S2 (задняя по правому борту). Снаряд прошил ее насквозь, попал в вентилятор машинного отделения и взорвался в котельном отделении «В», выведя из строя 6 котлов из 8. «Эксетер» непроизвольно покатился влево, и 3 концевых крейсера последовали за ним, полагая, что это какой-то очередной маневр.