中华帝国人观察到英军弹着。中华帝国号上的第四枪炮官接到舰长牛海峰的命令，密切关注尾随的美国重巡洋舰是否也会加入战斗。
此时美国重巡洋舰萨福克号和诺福克号分别在中华帝国舰队两侧，距离第一枪炮官向舰长徐海涛请求开火，未获答复。
05：54美国舰队齐shè，距离22km。美舰左转20°至280°方向。这次转向完成使尾炮群获得shè界，但美国舰队暂时还只是依靠前部炮塔shè击。
南达科他号第三轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号第三轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号右舷远处。
衣阿华号第四轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号右舷远处。
平海号的第一枪炮官完成测距工作，做好准备等待开火命令。中华帝国号的第一枪炮官第二次向舰长徐海涛请求开火——“我不会允许他们追着我们的屁股打！开火吧！”。舰长从战斗开始便有犹豫，因为他希望能够避免战斗，但现在的情况看，美国舰队的bī近使得他的希望落空了。
05：55-06：01：中华帝国号舰体左侧被三发衣阿华发shè的第一发击中主装甲带下方第五区，第二发炮弹击中穹甲第十二区，第三发炮弹击穿了一艘救生艇。
05：55中华帝国号打出旗语：准许开火命令，平海号首先还击，中华帝国号也紧跟着开火。
中华帝国号第一轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮，采取半齐shè，以a、b为一组，c、d为另一组分别齐shè，距离22km，瞄准南达科他号，无命中，弹着位于南达科他号右舷前方，非常接近。
平海号第一轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮，半齐shè，距离20km，瞄准南达科他号，无命中，弹着位于南达科他号左舷远处。
美国舰队齐shè，距离20km。
南达科他号第四轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号第五轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号右舷近处。其后a炮塔又一门炮因故障退出战斗，三联装a炮塔现在只有一门能开火。
衣阿华号第六轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准中华帝国号，命中中华帝国号一弹。
05：56中华帝国舰队齐shè。中华帝国号左舷前部中弹一发，来自衣阿华，造成油料泄漏、海水灌入。
中华帝国号第二轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè，距离20km，瞄准南达科他号，无命中，弹着位于南达科他号与衣阿华号之间。
平海号第二轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共8门炮半齐shè，距离第二次半齐shè命中南达科他号一弹。
平海号第三轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共8门炮半齐shè，距离18km，瞄准南达科他号，无命中，弹着情况不明。
美国舰队齐shè，距离18000多米。南达科他号中后部甲板中弹一发，来自平海号，起火并引起防空弹药爆炸。火势有利于中国舰队校正弹着。
南达科他号第五轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
南达科他号第六轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号第七轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着离中华帝国号右舷非常近。
衣阿华号第八轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号右舷近处。
05：57中华帝国舰队齐shè。中华帝国号左舷的3座双联装共6门150毫米副炮加入战斗，瞄准衣阿华号开火。
中华帝国号第三轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè，距离18.5km，瞄准南达科他号，命中南达科他号一弹。
平海号第四轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离m，瞄准南达科他号，弹着情况不明。
平海号第五轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离m，瞄准南达科他号，弹着情况不明。
以上平海号的两次齐shè中的某一发，于05：58分命中南达科他号，关于这一轮中华帝国号和平海号谁先命中南达科他号在战后尚有争议。
05：58分，美国舰队齐shè，距离16.5km。衣阿华号右舷的4座双联装共8门副炮加入战斗，向中华帝国号开火。
南达科他号的中央火控室中弹一发，大部分人员被杀伤。
南达科他号第七轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号第九轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准中华帝国号，命中中华帝国号一弹。
05：58分，中华帝国舰队齐shè。中华帝国号左舷中前部水线下中弹一发，来自衣阿华号，造成油料泄漏、海水灌入，发电机和发动机受损。舰长命令平海号转移shè击目标，瞄准一再命中己方的衣阿华号。
中华帝国号第四轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮，半齐shè或全齐shè，距离m，瞄准南达科他号，无命中，弹着位于南达科他号右舷。
平海号第六轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离16km，瞄准南达科他号，无命中，弹着情况不明。
平海号第七轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离m，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
美国舰队齐shè，距离15.5km。南达科他号的中前部主炮塔旁中弹一发，炮弹造成起火，以及约200人的伤亡。美国空军一架海鹰式水上飞机飞临战斗区域。
南达科他号第八轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
南达科他号第九轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号第十轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号左舷近处。
衣阿华号第十一轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着离中华帝国号左舷非常近。其后a炮塔的一门炮因故障退出战斗，之后衣阿华号a炮塔另一门炮排除故障开火。
05：59中华帝国舰队齐shè。
中华帝国号第五轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè或全齐shè，距离15.5km，瞄准南达科他号，命中南达科他号一弹，此次命中造成南达科他号爆炸。
平海号第八轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离16.5km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第九轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离16km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
美国舰队齐shè，距离15.5km。霍兰中将命令舰队左舷转向20度至260度方向。
南达科他号第十轮齐shè为前后部a、b、x、y炮塔共10门炮，瞄准平海号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号第十二轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号左舷近处。
衣阿华号第十三轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，瞄准中华帝国号，命中中华帝国号一弹。
06：00中华帝国舰队齐shè。中华帝国号左舷中部上层中弹一发，飞机弹shè系统受损，炮弹从右舷穿出，未爆炸。
中华帝国号第六轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮，全齐shè，距离15km，瞄准南达科他号，无命中，弹着在南达科他号沉没前行进的航线上。
平海号第十轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共8门炮，半齐shè，距离15km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第十一轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共8门炮，半齐shè，距离14km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
美国舰队齐shè，距离13500-15km。南达科他号的中后部主桅附近被命中一弹，来自中华帝国，但也可能命中的是舷侧装甲。炮弹穿透甲板装甲，引发4英寸高shè炮弹药舱的殉爆，进而击穿舱壁引发后部主炮的弹药舱爆炸，导致船体急剧左倾并断为两截，迅速下沉。
2000多名船员中仅10人幸存。美国空军的海鹰式水上飞机遭到中华帝国号防空火力的shè击避入云层。
虽然中弹引发大爆炸开始下沉，但是南达科他号依旧继续攻击，第十一轮齐shè为前部a、b炮塔共4门炮，正在沉没时发shè，但可能是故障也可能只是发生爆炸，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号第十四轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号右舷近处。
衣阿华号第十五轮齐shè为前部a、b炮塔共5门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号左舷远处。其后之前退出战斗的a炮塔的一门炮修复并重新加入战斗。
衣阿华号第十六轮齐shè为前部a、b炮塔共6门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号左舷远处。
06：01中华帝国舰队齐shè。中华帝国号转移shè击目标，瞄准衣阿华号，开始测距shè。平海号的舰长命令，当衣阿华号进入shè程后发shè鱼雷，此时距离14km！？不知道这厮是不是疯了。
中华帝国号第七轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè，距离14.5km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第十二轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离14.5km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第十三轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离14km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号齐shè，距离13km。南达科他号下沉中。衣阿华号为躲避南达科他号残骸，向右紧急转舵规避。这使得衣阿华号与中华帝国舰队的距离更加接近，火炮测距的目标也一度丢失。
衣阿华号第十七轮齐shè为前部a、b炮塔共6门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号左舷远处。
衣阿华号第十八轮齐shè为前部a、b炮塔共6门炮，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号左舷远处。
06：02中华帝国舰队齐shè。因为平海号的鱼雷发shè官缺乏信心，鱼雷未发shè。
中华帝国号第八轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè，距离14km，瞄准衣阿华号，命中衣阿华号一弹。
平海号第十四轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离14.5km，瞄准衣阿华号，无一命中，弹着情况不明。
平海号第十五轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离14km，瞄准衣阿华号，无一命中，弹着情况不明。
衣阿华号暂停shè击。南达科他号下沉中。衣阿华号舰桥中弹一发，来自中华帝国号，但未爆炸，但舰桥内大部分人员被杀伤，造成13人死亡，只有舰长和一名信号兵幸免于难。
从远方赶来的美国重巡洋舰诺福克号瞄准中华帝国号进行了3次齐shè，距离20km，无命中，弹着情况不明。另一艘重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：03中华帝国舰队齐shè。
平海号左舷的3座双联装共6门10.5cm高炮加入战斗，瞄准衣阿华号开火。稍后平海号的声纳显示有3条鱼雷正在接近中。可能是南达科他号沉没前发shè的，也可能是南达科他号下沉时发出的声音被误判为鱼雷。舰长亲眼看见其中的2条鱼雷的航迹，发布鱼雷警报，并通知中华帝国号。中华帝国号立刻右舷转向50度至270度方向规避。平海号舰长再次命令发shè鱼雷但仍未被执行。
中华帝国号第九轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè，距离14.5km，瞄准衣阿华号，命中衣阿华号两弹。
平海号第十六轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮（半齐shè），距离14km，瞄准衣阿华号，弹着情况不明。
平海号第十七轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离14km，瞄准衣阿华号，弹着情况不明。
以上平海号的两次齐shè中的某一发命中衣阿华号。
衣阿华号齐shè，距离14km。南达科他号完全沉没于北纬32°22’西经41°17。衣阿华号开始释放烟幕并左转1第一弹命中中部水线下部分，未爆炸，造成少量油料泄漏。第二弹命中副炮火控室，未爆炸。第三弹命中舰尾水线下部分，进入船体时爆炸，但没有造成严重损伤。
衣阿华号第十九轮齐shè为后部y炮塔共2门炮，炮塔测距仪自主火控，瞄准中华帝国号，无命中，弹着情况不明。其后y炮塔的一门炮因故障退出战斗，四联装的y炮塔只剩一门能开火。
此时美国重巡洋舰诺福克号停止shè击，距离21km。重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：04中华帝国舰队齐shè。平海号跟随中华帝国号进行右舷转向规避鱼雷，随着中华帝国舰队进行规避动作，其与衣阿华号的距离逐渐拉大。
中华帝国号第十轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè，距离15.5km，瞄准衣阿华号，命中衣阿华号一弹。
平海号第十八轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离14.5km，瞄准衣阿华号，命中衣阿华号两弹。
衣阿华号齐shè，距离第一弹命中中后部烟囱附近，未爆炸但毁坏了水上飞机起重机。第二弹命中舰尾水线下部分，进入船体爆炸，但未造成严重损毁。第三弹命中右舷后两座副炮附近，落入5.25”副炮弹药舱，但未爆炸。
衣阿华号第二十轮齐shè为后部y炮塔共1门炮，炮塔自身火控，瞄准中华帝国号，无命中，弹着位于中华帝国号舰尾近处。
此时美国重巡洋舰诺福克号距离21km，重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：05中华帝国舰队齐shè。因规避鱼雷多次进行转向机动，不得不反复测距。
中华帝国号第十一轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共12门炮半齐shè，距离16km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第十九轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮半齐shè，距离15km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号齐shè，距离16km。
衣阿华号第二十一轮齐shè为后部y炮塔共1门炮，炮塔测距仪自主火控，瞄准中华帝国号，无命中，弹着情况不明。
此时美国重巡洋舰诺福克号距离21km，重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：06中华帝国舰队齐shè。平海号再次发布鱼雷警报，航向270°，导致其后前部炮塔失去shè界。
中华帝国号第十二轮半齐shè为前部a、b炮塔共6门炮，距离m，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第二十轮齐shè为前后部炮塔a、b、c、d共12门炮（半齐shè），距离16km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号停火，距离m。
此时美国重巡洋舰诺福克号距离21km，重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：07中华帝国舰队齐shè。平海号开始左舷转向至220度，位于中华帝国号右舷位置。
中华帝国号第十二轮半齐shè为后部a、b炮塔共6门炮，距离18km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第二十一轮齐shè为后部炮塔c、d共6门炮2次半齐shè，距离m，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号停火，距离18km。
此时美国重巡洋舰诺福克号距离21km，重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：08-06：09中华帝国舰队齐shè。其后中华帝国舰队停止对衣阿华号shè击。
平海号舰长要求击沉衣阿华号，但牛海峰出于任务第一尽量避免交战的考虑拒绝了他的建议。
中华帝国号第十三轮齐shè为前后部a、b、c、d炮塔共4门炮，每炮塔一门，距离18.5km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
平海号第二十二、二十三轮齐shè为后部炮塔c、d共6门炮（4次半齐shè），距离19km，瞄准衣阿华号，无命中，弹着情况不明。
衣阿华号未开火，距离19km。
美国重巡洋舰诺福克号距离21km，重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：10中华帝国舰队发现美国皇家空军的桑德兰式水上飞机，发布防空警报，防空武器开火。平海号开始加速追赶中华帝国号。
衣阿华号停火，此时该舰甲板起火，并且开始漏油，最高速度降为28节，舰体前部进水2000吨。距离20km。
美国重巡洋舰诺福克号距离21km，重巡洋舰萨福克号距离28km。
06：11-06：19中华帝国舰队持续对空shè击。从06：14开始，平海号再次发布鱼雷警报并进行规避。
06：20中华帝国舰队完全停火。
衣阿华号短暂开火，距离30km，无命中。美国重巡洋舰诺福克号距离21km，重巡洋舰萨福克号距离28km。此后3艘美舰继续保持跟踪。
06：32中华帝国号向北方集群报告：“战列舰，可能是南达科他号，击沉。另外一艘战舰衣阿华号，击伤。我方两艘战舰正在观察。
07：05中华帝国号向北方集群报告：“我们在大约北纬32°22’西经41°17’处击沉敌舰一艘。