В это время командующий японской эскадрой контр-адмирал Нисимура на своем флагмане «Нака» получил информацию о передвижении противника. Наблюдатель с одного гидроплана докладывал: «Пять крейсеров и шесть эсминцев противника в 63 милях от Сурабаи, идут курсом 80° со скоростью 12 узлов». Контр-адмирал отправил еще один гидросамолет с приказом следить за передвижениями противника. Одновременно тяжелые крейсера увеличили скорость и направились на перехват противника.

В 14:15 эсминец “Electra” начал проход через минные поля, прикрывающие вход в порт. В этот момент "De Ruyter” совершил резкий поворот и подал сигнал “Follow me” («Делай как я»). Дело в том, что в этот момент от союзнической авиации поступили сведения о том, что в 20 милях от острова Бавеан появились японские корабли. После разворота в авангарде оказались британские эсминцы, за ними поочередно двигались: “De Ruyter”, “Exeter”, “Houston”, "Perth” и “Java". Японские гидросамолеты тут же доложили о резком перестроении противника. Стало ясно, что контр-адмирал Дорман решил принять бой. «Начи» и «Хагуро» увеличили скорость до 30 узлов и постепенно догоняли конвой, шедший в 150 милях. С палуб японских крейсеров убрали все горючие материалы.

В 16:06 с палубы британского эсминца “Electra” увидели небольшой крестик на фоне неба. Информацию об этом тут же передали на флагман. Спустя десять минут японские корабли открыли огонь по союзникам с дистанции 25600 м. Спустя еше четыре минуты с головного эсминца поступил новые доклад о том, что силы противника в числе одного крейсера и неустановленного числа эсминцев движутся курсом 2200 со скоростью 18 узлов. В действительности, это был крейсер «Дзинцу» и семь эсминцев. Почти в тот же момент наблюдатели на крейсере “Exeter" обнаружили второй отряд, состоявший из крейсера «Нака» и шести эсминцев.

«Асигара» на рейде Спитхеда, 11–19 мая 1937 г. Детально видна боевая рубка.

Со стороны союзников в бой первым вступил “Exeter", открывший огонь из орудий ГК с дистанции 24700 м. Дистанция и скорость японцев англичане определили неверно, поэтому первые залпы легли в стороне. Лишь с десятого залпа удалось взять «Хагуро» в вилку. Японцы стреляли точнее, раз за разом накрывая цели, хотя добиться прямых попаданий им пока не удавалось. Это невезение нервировало контр-адмирала Такаги, который сорвал свою злобу на 1 — м офицере артиллерии флагмана. Тем временем над полем боя появились три американских пикирующих бомбардировщика в сопровождении десяти истребителей Р-40. Атака американской авиации успеха не принесла. В 16:29 Дорман приказал своим кораблям сменить курс 295° на 248°, сокращая дистанцию до 23800 м. Спустя две минуты снаряд, по-видимому пущенный с «Начи», поразил флагманский крейсер. Но взрыва не последовало. Пробив борт, снаряд остановился в двигательном отделении. После этого, союзники снова изменили курс на 267°. В этот момент в атаку перешел 4-й дивизион эсминцев под командованием вице-адмирала Нисимуры. Действия эсминцев поддерживал крейсер «Начи». С дистанции 15000 м эсминцы выпустили 43 торпеды. Часть из них взорвалась преждевременно, остальные прошли мимо цели. Во время атаки крейсер “Houston” получил попадание 203-мм снарядом в правый борт под якорный клюз. Снаряд прошил корпус крейсера насквозь и вышел с левого борта на уровне ватерлинии. "De Ruyter” получил второе попадание крупнокалиберным снарядом, который также не взорвался. В 17:08 203-мм снаряд массой 126 кг, пущенный с «Хагуро», поразил “Exeter”. Снаряд пробил щиток 102-мм пушки на правом борте, затем прошел через вентилятор котельного отделения «А» и попал прямо в топку котельного отделения «В». От огня снаряд детонировал. Взрывом было уничтожено шесть из восьми котлов крейсера, максимальная скорость корабля упала до 11 узлов. Крейсер покинул строй, что вызвало замешательство на других кораблях союзников. Шедшие следом корабли посчитали, что это маневр всей колонны, и взяли на левый борт, разрывая строй. Тем временем, японские тяжелые крейсера сблизились достаточно и провели торпедную атаку. Было выпущено 16 торпед, все прошли мимо. 11есколько торпед достигли яванского берега, находившегося почти в сорока милях, и детонировали там. Наблюдатели на верхнем ярусе рубок японских крейсеров заметили маяк у входа в Сурабаю. Спустя пять минут после попадания в “Exeter” Дорман обнаружил, что его эскадра рассыпала строй. Восстановить строй не представлялось возможным, так как корабли маневрировали, уклоняясь or пущенных японцами торпед. Лишь в 17:20 удалось собрать корабли в кильватер за “De Ruyter”, который взял курс на юго-восток. Спустя несколько минут союзники повернули на северо-запад, стараясь прикрыть отходящего в Сурабаю “Exeter”, которого сопровождал голландский эсминец “Witte de With”. Но японцы провели новую скоординированную атаку, которая завершилась успехом. В 17:13 торпедой, пущенной с «Хагуро», был поражен голландский эсминец “Kortenaer”. Торпеда попала в центральную часть правого борта, буквально порвав корабль пополам. Кроме того, японские крейсера продолжали вести огонь, который, впрочем, не приносил результата.

«Асигара» в Кельнском заливе, май 1937 г.

«Начи» и «Хагуро» в ходе первой фазы боя выпустили 1271 снаряд калибра 203 мм (52,96 % боекомплекта), добившись всего пяти попаданий. Причиной столь низкой прицельности (0,39 %) была стрельба с большой дистанции 20000- 25000 м. Кроме того, «Хагуро» выпустил двадцать торпед, добившись одного попадания. «Начи» выпустил шестнадцать торпед «91 сики», но все мимо цели.

Первоначально контр-адмирал Такаги не заметил потери союзниками одного крейсера, но около 18:00 стало ясно, что интенсивность огня противника упала. Тогда он приказал атаковать эсминцам 2-го дивизиона. Несмотря на то, что эсминцы подошли на 4500 м, союзническим кораблям удалось уклониться от выпущенных торпед. В 18:06 капитан 1 — го ранга Бинфорд, командующий четырьмя американскими эсминцами, получил приказ контратаковать. Но уже через две минуты приказ был отменен. Но американцы сделали вид, что не поняли и в 18:22 атаковали «Начи» и «Хагуро», выпустив 48 торпед с дистанции около 10000 м. Японцы легко уклонились от выпущенных издалека торпед. По эсминцам было выпущено 302 снаряда калибра 203-мм, опять безрезультатно. На этом закончилась вторая фаза боя.

«Асигара» на рейде Спитхеда, 11–19 мая 1937 г.

К этому времени обе стороны уже не имели моральных и физических сил, так как вели бой на протяжении целого дня. После того, как визуальный контакт с противником был потерян, на большинстве японских кораблей был дан сигнал отбоя, команды получили возможность отдохнуть. Тем временем крейсера поднимали с воды гидросамолеты, которые целый день висели в воздухе, сообщая ценнейшую информацию. Внезапно, в 20:50, когда «Начи» маневрировал, подходя к очередному гидросамолету, наблюдатель на мостике доложил: «Приближается 3-й дивизион крейсеров». Офицеры схватились за бинокли и определили приближающиеся корабли, как корабли противника. Расстояние составляло 12000 м. Экипажи японских кораблей находились на боевых местах или на палубе, отдыхая после боя. Японские корабли остановились.