Адмирал Сервера на головной «Инфанте Марии Терезе» двинулся прямо на «Бруклин», чтобы с короткой дистанции вывести из строя самый быстроходный американский крейсер. «Бруклин», на котором находился коммодор Шлей, сам пошел навстречу испанскому флагману. При этом строй испанцев сразу же нарушился, потому что более быстроходные корабли обогнали другие.
Когда до «Инфанты Марии Терезы» оставалось около мили, капитан «Бруклина» приказал положить руль вправо, так что американский крейсер, развернувшись бортом, смог обрушить на испанский весь свой бортовой залп.
Не выдержав обстрела, «Инфанта Мария Тереза» отвернула в сторону и взяла курс параллельно берегу на запад. Вслед за ней туда устремились и остальные испанские корабли.
По сути, у американцев каждый корабль действовал самостоятельно. Маневр «Бруклина» едва не привел его в столкновение с «Техасом», которому пришлось спешно давать задний ход. Затем меньшему американскому броненосцу пришлось уклоняться от обогнавшего его «Орегона». Тот прошел в опасной близости и от «Айовы», которая тоже устремилась на пересечение курса испанской эскадре, несколько раз совершая повороты, чтобы давать по противнику бортовые залпы.
«Айове» удалось поразить «Инфанту Марию Терезу» двумя 12‑дюймовыми снарядами (это были единственные попадания главным калибром американских броненосцев). На корме флагмана адмирала Серверы вспыхнул сильный пожар, и он стал терять ход.
Строй испанской эскадры окончательно рассыпался. Обогнав «Инфанту», крейсера «Бискайя» и «Кристобаль Колон» устремились вперед, оставив своего флагмана вместе с имевшим самую низкую скорость «Адмиралом Окендо» сражаться против всех американских кораблей.
Первыми у испанцев были уничтожены эсминцы «Фурор» и «Плутон», которые вышли из гавани уже в разгар боя и так и не успели воспользоваться своей высокой скоростью.
«Фурор» был охвачен пожаром с носа до кормы, половина экипажа была ранена или убита, остальные искали спасения, бросаясь в воду.
В 10:10 «Фурор» взорвался и затонул.
Через пять минут «Плутон», который начал тонуть после взрыва 6‑дюймового снаряда в котельном отсеке, выбросился на берег. Часть его команды была перебита подоспевшими кубинскими повстанцами.
В это время «Инфанта Мария Тереза» и «Адмирал Окендо» вели жестокий бой сразу с несколькими американскими броненосными кораблями. Вся кормовая часть испанского флагмана была охвачена пламенем, которое невозможно было тушить из-за разрушения пожарных систем. К огню добавился обжигающий пар из пробитого паропровода, который заставил расчет покинуть кормовую башню 11‑дюймового орудия «Инфанты».
На «Адмирале Окендо» прямым попаданием была выведена из строя носовая башня. Оказалась сбита и часть бортовых орудий. Из-за поломок механизмов прекратилась подача снарядов.
Воспользовавшись тем, что испанские корабли практически не стреляли, «Бруклин» и «Айова» подошли к ним на близкую дистанцию и открыли огонь из малокалиберных орудий. Это вызвало на испанских кораблях новые пожары, охватившие их уже почти целиком.
В 10:10 на «Адмирале Окендо» произошел взрыв бортового торпедного аппарата, из-за угрозы пожара был затоплен кормовой погреб боеприпасов.
Всего «Инфанта Мария Тереза» получила 22 попадания, а «Адмирал Окендо» – 68. И хотя броневой пояс и броневая палуба крейсеров не были пробиты и жизненные центры не были затронуты, корабли оказались полностью выведенными из строя.
Командование «Инфантой» после ранения ее капитана принял сам адмирал Сервера. Он провел короткое совещание с офицерами и принял решение направить корабль к берегу.
В 10:31 испанский флагман оказался на мели вблизи от берега в 6,5 мили к западу от Сантьяго. Вскоре в полумиле от него сел на камни в 700 метрах от берега и «Адмирал Окендо». На кораблях продолжались пожары и внутренние взрывы. Команды спасались вплавь и на уцелевших шлюпках.
Сам адмирал Паскуаль Сервера-и‑Топете попал в плен, и его доставили на «Айову».
Дальнейшее сражение представляло собой погоню за двумя оставшимися испанскими крейсерами – «Бискайя» и «Кристобаль Колон». Погоню вели «Бруклин», а также быстро набиравшие скорость за счет роста давления в котлах «Орегон» и «Техас».
Кончилось все это тем, что один из американских снарядов взорвался в носовом торпедном отделении «Бискайи», и там образовалась огромная надводная пробоина.
Крейсер «Бискайя» попытался протаранить «Бруклин», однако тот уклонился от столкновения, продолжая вместе с «Орегоном» вести разрушительный огонь по испанскому кораблю. Всего «Бискайя» получил в бою 23 попадания, и в 11:05 охваченный огнем крейсер наскочил на рифы в 21 миле восточней Сантьяго.