20 ноября «Сидней» не появился. Это не вызвало беспокойства: задержка на день-два не была необычной. 23 ноября «Сидней» все еще не появлялся, и Морское управление, нарушив радиомолчание, вызвало крейсер. Ответа не было. На следующий день всем военным радиостанциям Австралии было приказано непрерывно вызывать «Сидней». С аэродромов поднялись самолеты и были отправлены на поиск крейсера в том направлении, откуда он должен был возвращаться. В 6 часов вечера 24 ноября английский танкер «Стюарт» сообщил, что подобрал в море плот с двадцатью пятью немецкими моряками. После краткого допроса пленных все австралийские военные корабли, находившиеся близ этого района, были брошены на поиски и в ближайшие сутки подобрали еще два плота и шесть шлюпок.
Но на них были только немцы — в общей сложности триста пятнадцать человек — и ни одного моряка с «Сиднея».
Как сообщили пленные, в 4 часа дня 19 ноября, когда «Корморан» медленно шел в ста пятидесяти милях от австралийского берега, с него заметили большой военный корабль. Капитан «Корморана» объявил боевую тревогу и тут же изменил курс так, чтобы солнце светило в глаза преследователям. Крейсер постепенно настигал рейдера и непрестанно подавал сигнал «Опознайте себя». «Корморан» не отвечал на сигналы. Тогда «Сидней» начал сигналить прожектором. «Корморан» продолжал отмалчиваться. Вступить в бой с крейсером капитан «Корморана» не решался — это было равносильно самоубийству. Он надеялся на чудо.
Наконец, когда расстояние между кораблями уменьшилось, «Корморан» поднял голландский флаг и сигналами сообщил крейсеру, что его название «Малаккский пролив». Для большей убедительности рейдер тут же передал в эфир сигнал «Остановлен подозрительным судном». Командир «Сиднея» был в нерешительности. Постепенно корабли сблизились на расстояние меньше мили и шли параллельными курсами с одинаковой скоростью. «Сидней» запросил «торговца»: «Куда следуете?» — «В Батавию», — ответил «Корморан». И тут наступил критический момент. Крейсер поднял флаги, значения которых никто на рейдере не знал. Зато на крейсере сразу поняли, что корабль — не «Малаккский пролив». На борту крейсера были кодовые книги всех кораблей союзников, и поднятые знаки были центральной частью кодового сигнала настоящего «Малаккского пролива». Не получив сразу ответа, «Сидней» передал: «Покажите ваш секретный сигнал».
В это время расстояние между кораблями было уже менее мили. Торпедные аппараты и пушки «Сиднея» были готовы к бою, но в такие моменты все решают доли секунд. Уже полчаса, как немецкие артиллеристы держали «Сидней» на прицеле. А километровая дистанция в современном морском бою равносильна дуэли, когда противники стоят в шаге один от другого. Через четыре секунды после того, как австралийский крейсер запросил секретный сигнал, первые снаряды разорвались у него на капитанском мостике и в радиорубке. Поэтому крейсер не успел передать в эфир ни слова. Расстояние между кораблями было столь мало, что «Корморан» с успехом пустил в дело все зенитные пулеметы, которые буквально опустошили палубу крейсера. Крейсер молчал, словно ошеломленный дерзостью небольшого торгового судна, и лишь после шестого залпа «Корморана» все пушки «Сиднея», кроме двух выведенных из строя, ударили по рейдеру. Снаряды пробили легкую обшивку «Корморана» и взорвались в машинном отделении. Но к этому времени рейдер уже успел дать залп из торпедных аппаратов, и две торпеды попали в цель.
Крейсер потерял ход и начал отставать. Несмотря на то, что из машинного отделения «Корморана» поднимался столб дыма — там бушевал пожар, — рейдер уходил со скоростью пятнадцать узлов, и торпеды, выпущенные «Сиднеем», в него не попали. Уже через несколько минут стало ясно, что бой подходит к концу. «Корморан» был вынужден остановить машины, и все силы были брошены на тушение пожара. «Сидней» вел огонь лишь из орудий малого калибра: его орудийные башни вышли из строя. В половине седьмого вечера раздался последний выстрел, и «Сидней», почти потеряв управление и сильно накренившись на борт, скрылся за горизонтом. Пожар на «Корморане» потушить не удалось, и, опасаясь, что огонь вот-вот достигнет минных погребов, капитан рейдера приказал всем покинуть корабль. Через полчаса после того, как последний матрос сошел в шлюпку, «Корморан» взорвался. Некоторое время на горизонте еще можно было разобрать слабый отблеск от горящего «Сиднея».
Видимо, австралийский крейсер потонул совершенно внезапно. Несмотря на то, что берег был недалеко и спасательные корабли прочесали весь этот район и отыскали все без исключения шлюпки и плоты с «Корморана», ни одного из 650 офицеров и матросов «Сиднея» найти не удалось. От крейсера осталась лишь продырявленная осколками надувная лодка, которую через две недели вынесло волной на берег.