Первая из них относится ко времени обнаружения противниками друг друга. Обычно считается, что англичане заметили «броненосец» намного позже, чем он их. На деле разница скорее всего составляла одну-две минуты. Наблюдатели на крейсерах увидели столб дыма на горизонте и сообщили о нем, но для утомленных многодневным крейсерством офицеров сообщение не вызвало особой тревоги. Несмотря на ожидание возможной встречи с рейдером в районе Ла-Платы, они полагали, что на горизонте появилось очередное торговое судно. Крейсера (в порядке: «Аякс», "Ахиллес" и "Эксетер") продолжали следовать крупным зигзагом на скорости 14 узлов, держа генеральный курс 60°. Стояла почти идеальная погода — спокойное море, безоблачное небо; видимость была практически неограниченной.
Между тем на «Шпее», сближавшемся с англичанами с общей скоростью 50 км/ч, быстро опознали в одном из трех появившихся на горизонте судов «Эксетер». Два легких крейсера были приняты за эсминцы (здесь сыграли свою роль их невысокие надстройки). Лангсдорф имел на размышления считанные минуты. Наличие эсминцев могло, по его мнению, означать лишь одно — присутствие вблизи конвоя. Поскольку срок рейдерства явно подходил к концу, а его «броненосец» имел полный боекомплект и запас топлива, командир «Шпее» счел возможным вступить в бой, рассчитывая легко разделаться с единственным крейсером, уклониться от торпедной атаки и в случае удачи обеспечить себе обильную добычу. Другое соображение состояло в том, что от трех преследователей, имевших большую скорость, можно избавиться единственным способом: решительно атаковав их до того, как те наберут ход.
Прошло 18 минут с момента обнаружения, когда сигнальщики разобрались, что предстоит иметь дело не только с «Эксетером», но и двумя легкими крейсерами. Противники сблизились настолько, что в бинокль были видны сигналы, поднимавшиеся на мачтах англичан. На «Шпее» поняли, что они обнаружены.
В ряде источников критикуется решение Лангсдорфа столь решительно сблизиться с противником, вместо того чтобы использовать преимущество в дальности и точности своих тяжелых орудий. В морском бою почти всегда можно найти объект для критики в действиях любой стороны; чтобы понять действия командира «Шпее», достаточно вспомнить, что он собирался именно внезапно атаковать, а заметив разделение кораблей неприятеля — как можно скорее уничтожить сильнейший из них. Для этого требовалось сблизиться: на дальних дистанциях расход снарядов мог оказаться слишком велик, а результата же не удалось бы достигнуть достаточно быстро. Набравшие ход 30-узловые крейсера могли преследовать «броненосец» сколь угодно долго, «ведя» его до прихода должного подкрепления. Реальная скорость "Адмирала графа Шпее" в это время, по данным его главного механика, не превышала 25 узлов, в основном из-за обросшего за время рейдерства днища. Кроме того, следовало помнить об опасности при попадании 8-дюймовых снарядов в палубную броню с больших расстояний. Так что в решительности Лангсдорфа следует видеть не горячность бывшего торпедного офицера (в 30-е годы он командовал миноносцами), а скорее трезвый расчет. Аналогичным образом, неоднократно восхваляемая смелость Хэрвуда, разделившего свои силы для атаки с обоих бортов, могла легко обернуться трагедией, что едва и не произошло.
"Шпее" в 6.18 открыл огонь полубронебойными снарядами из орудий главного калибра с дистанции свыше 90 кбт по только что отделившемуся «Эксетеру». Противник сделал то же самое чуть позже: «Эксетер» ответил в 6.20, стреляя вначале из передних башен, к которым через 2,5 минуты присоединилась кормовая. «Аякс» дал залп в 6.21, а спустя 2 минуты к нему присоединился «Ахиллес». Дистанция до разделившихся и следовавших уступом ("Ахиллес" чуть сзади и ближе к врагу) легких крейсеров также составляла около 90 кбт. С 6.25 между ними была установлена устойчивая радиосвязь, и оба корабля вскоре вели общую централизованную стрельбу. «Шпее» в ответ ввел в дело 150-мм пушки левого борта. Огонь немцев со стороны выглядел неторопливым; по мнению английских наблюдателей, они дожидались падения предыдущего залпа и только после этого выпускали следующий, причем стреляли всего одной башней. Немцы опровергают этот факт, утверждая, что использовали традиционную для них «лесенку», то есть давали следующий залп, не ожидая падения предыдущего, с некоторым отклонением по дальности. Поскольку "карманные линкоры" имели только 6 орудий ГК, при пристрелке главный артиллерист «Шпее» фрегаттен-капитан Пауль Ашер чередовал стрельбу из обеих башен, давая трехорудийные залпы, переходя после накрытия на полные 6-орудийные. Со стороны это могло выглядеть как "неуверенная стрельба с раздельным управлением из разных башен по разным целям" (из донесения Хэрвуда). В то же время англичане утверждают, что рассеяние и по дальности, и по направлению было очень незначительным.
Перед германскими артиллерийскими офицерами стоял непростой вопрос выбора типа боезапаса. Использование бронебойных или полубронебойных снарядов с замедлением могло дать решающий успех при удачном попадании в машины или погреба слабо бронированного противника, зато донные взрыватели вряд ли могли взводиться тонкой обшивкой или надстройками, и многие попадания оставались бы почти бесполезными. Ашер избрал другой путь: после первых залпов по «Эксетеру» полубронебойными гранатами с замедлением он перешел на фугасные с головным взрывателем мгновенного действия. Теперь взрывался любой снаряд, зато глубоко расположенные в корпусе жизненные части крейсеров оставались в относительной безопасности. Ашер рассчитывал на мощное осколочное действие 300-кг гранат (как мы увидим, не зря). Впоследствии выбор типа боеприпасов неоднократно критиковался самими немцами. Они считали, что при использовании бронепробивающих снарядов «Эксетер» был бы пущен на дно. С этим можно поспорить, рассмотрев конкретные попадания. В ходе боя на «Шпее» неоднократно меняли тип используемых боеприпасов; англичане даже отмечают, что в одном залпе использовались снаряды разных типов, что маловероятно. (Возможно, при перемене цели «достреливались» снаряды какого-либо типа, скопившиеся в перегрузочном отделении одной из башен.)
Англичане в течение всего боя использовали только бронепробивающие снаряды с замедлением типа СРВС (Common Pointed, Ballistic Cap — полубронебойный, с легким наконечником для улучшения баллистики), за исключением нескольких фугасных (НЕ). Если для 8-дюймового калибра в таком выборе был определенный смысл (что подтвердило одно из попаданий), то в случае 6-дюймовок гораздо лучше было бы использовать 51-кг фугасные снаряды без замедления. Большинство снарядов, без значительного ущерба прошедших через объемистую «башню» и надстройки в середине корпуса, вызвали бы пожары, выход из строя практически небронированных 150-мм и 105-мм орудий и, главное, многочисленных кабелей связи. Как будет отмечено, даже небольшое сотрясение от невзрывавшихся снарядов приводило к достаточно неприятным последствиям; в случае полноценного взрыва ситуация для немцев могла быть куда хуже. Разгадка нерационального поведения англичан лежит в том, что в начале войны они практически не имели в составе боезапаса крейсеров фугасных снарядов мгновенного действия, что оказалось на руку рейдеру.
Стрельба обеих сторон поначалу оказалась весьма точной. Как обычно, немцы пристрелялись первыми. Третий залп 11-дюймовок накрыл «Эксетер». Осколки одного из снарядов буквально выкосили прислугу торпедного аппарата правого борта, изрешетили стоящий на катапульте самолет и весь борт и надстройки, от ватерлинии до верха дымовых труб. Перебитыми оказались цепи сигнализации о готовности орудий, так что старшему артиллеристу пришлось вести огонь вслепую, не зная, могут ли все его пушки дать залп. Заодно осколки разбили прожекторы и вызвали пожар. (Вообще осколочное действие 300-кг снарядов оказалось очень сильным, и в дальнейшем некоторые недолеты наносили крейсерам не меньшие повреждения, чем прямые попадания.) Снаряд с замедлением из следующего залпа прошел через носовую часть корпуса крейсера без взрыва, не нанеся существенных повреждений. Относительно безобидным было и еще одно попадание в полубак. Но через пару минут последовал роковой для англичан удар. 283-мм фугасный снаряд сдетонировал в момент попадания в возвышенную 8-дюймовую башню. К этому моменту башня «В» сделала только 8 залпов. От страшного сотрясения башня вышла из строя до конца боя, пострадал и ее персонал. Веер осколков накрыл всю главную надстройку. Последствия были ужасными: все находившиеся на мостике офицеры, кроме командира, кэптена Белла, были убиты или тяжело ранены. Переговорные трубы и кабели, ведущие от директора и дальномеров к вычислительному центру, оказались перебитыми. Крейсер лишился навигационных средств и не слушался руля, рыскнув вправо и выйдя из угла обстрела оставшейся носовой башни. К счастью, командир быстро овладел ситуацией и перенес управление на запасной пункт в корме, который, однако, у экономных англичан представлял собой открытый мостик без сколько-нибудь существенного оборудования. Корабль потерял только треть артиллерии, но его реальная боевая мощь упала в гораздо большей степени. В частности, «Эксетер» не успел даже выпустить в воздух свой гидросамолет, который мог бы помочь в корректировке огня, а передача приказов в рулевое отделение и машину осуществлялась голосом через цепочку матросов! В данном случае 283-мм орудия "карманного линкора" полностью подтвердили свою эффективность против крейсеров.