Легкие крейсера по-прежнему шли клином, стреляя по противнику. Причем, пожар на «Нюрнберге» лишь разгорался. Перестрелка началась в положении нос к носу на сближении, что несколько нивелировало преимущество немецких крейсеров в количестве стволов главного калибра. «Максим Горький» стрелял шестью 180-мм носовыми орудиями из двух башен, расположенных на носу, а «Нюрнберг» и «Кельн» первые залпы сделали каждый только из единственной носовой башни, оснащенной тремя 150-мм орудиями. Неудачное для атаки расположение башен заставляло немецкие крейсера подворачивать бортом, что делало их хорошими мишенями, в то время, как советский крейсер старался пока держаться носом к немецким крейсерам, чтобы не подставлять борт вражеским снарядам. Толщина брони «Максима Горького» на носовом траверзе составляла 70 мм, такой же была и максимальная толщина броневого пояса по бортам корабельной цитадели, защищающей все самые важные механизмы и снарядные погреба, а палубу прикрывала броня в 50 мм, в то время, как «Нюрнберг» имел всего 20-мм носовой и палубной брони, а по бортам бронирование не превышало 50 мм.
«Эмден», построенный по проекту еще времен Первой Мировой, имел бронирование не лучше, чем на «Нюрнберге», он вел огонь в носовом секторе своими четырьмя одиночными щитовыми орудиями, два из которых располагались на носу и еще два — по бортам в передней части корабля, но попаданий пока не добивался. Лидеры «Минск» и «Ленинград», а также эсминец «Стерегущий», помогали своему флагману вести перестрелку с неприятельскими кораблями из своих 130-мм орудий, попадания из которых тоже наносили немалый ущерб недостаточно бронированным легким крейсерам. А весь второй отряд советской эскадры в тот момент преследовал немецкие эсминцы, пытаясь хотя бы добить два из них, уже достаточно поврежденные в бою. Между тем, пожар на «Сердитом» не прекращался. Этому эсминцу было приказано немедленно выходить из боя и идти на Ханко.
Сражение легких сил шло, практически, на равных, пока в бой не вступили линкор и линейный крейсер. Поняв, что кригсмарине несет потери, гросс-адмирал Редер приказал начать пристрелку по советскому крейсеру главным калибром. «Тирпиц» и «Шарнхорст» поддерживали скорость чуть больше двадцати узлов из-за проблем с двигательной установкой «Шарнхорста». Поэтому оба тяжелых корабля шли позади остальных, а командиру «Тирпица» приходилось поддерживать такую скорость, чтобы «Шарнхарст» совсем не отстал. В 15:55 немецкий линкор открыл издалека огонь по советскому флагману, а следом за ним залп дал и линейный крейсер. Именно его одиннадцатидюймовые снаряды с третьего залпа попали в «Максим Горький», бронирование которого рассчитывалось максимально на попадания восьмидюймовых снарядов тяжелых крейсеров, но, конечно, ни главных калибров линкоров.
* * *
К этому моменту «Нюрнбергу» тоже досталось. Обездвиженный немецкий крейсер уже весь горел и получил дифферент на корму, а крен на правый борт все увеличивался. Пытаясь подвернуть, чтобы задействовать кормовые башни, он попал под очередной залп советского крейсера. Семидюймовые снаряды ударили в правый борт возле ватерлинии «Нюрнберга», пробив тонкий броневой пояс корабельной цитадели и взорвавшись в машинном отделении. Взрыв критически повредил турбозубчатые механизмы, отчего корабль сразу потерял ход. Вода хлестала в пробоины, образовавшиеся в корпусе после разрывов кучного попадания с «Максима Горького». Вскоре машинное отделение полностью затопило, и электроустановки вышли из строя, но и в темноте нижних отсеков экипаж при свете фонариков всеми силами пытался бороться за живучесть своего корабля, пытаясь латать пробоины и откачивать воду ручными насосами.
* * *
После попадания первых же снарядов с «Шарнхорста» на «Максиме Горьком» разнесло ходовой мостик, снесло радиолокатор, половину фок-мачты и дальномерные посты. Контр-адмирал Дрозд, который руководил боем из боевой рубки, имеющей броневую защиту толщиной в пятнадцать сантиметров, получил контузию, а командир корабля был убит осколком. Управление на себя взял старпом. Пожар усилился. В экипаже, состоящем почти из девяти сотен человек, появились десятки погибших и еще больше раненых. Централизованное управление огнем было нарушено, хотя все башни по отдельности продолжали стрелять по противнику, несмотря на продолжающиеся попадания с «Шарнхорста».