Однак ефект був далеким від очікуваного. Італійці випустили британські есмінці з поля зору і о 7:48 були змушені припинити вогонь, продовжуючи рухатись на великій швидкості у бік британських есмінців. На палубах італійських крейсерів ніхто не сподівався, що там їх чекає набагато сильніший противник. Раптом о 8:29 біля італійських кораблів піднялись фонтани води від вибухів снарядів калібру більшого від 120 мм. Це було однозначним свідченням того, що на горизонті з’явився значно потужніший корабель противника. Касарді усвідомив, якої помилки він допустився, відмовившись вранці 19 липня від проведення повітряної розвідки з використанням гідролітаків своїх крейсерів. Та робити було нічого – італійці негайно відкрили вогонь у відповідь, цілячись на спалахи залпів австралійського крейсера. Одночасно вони змінили курс на південний, до берегів Криту. Тепер обидва противники йшли паралельними курсами, ведучи вогонь повними бортовими залпами. Австралійський крейсер намагався пристрілятись по одному з ворожих кораблів, але безуспішно. Упродовж 45 хвилин тривав безрезультатний обмін залпами. Італійські крейсери по черзі ховались за димовою завісою, що змушувало «Сідней» постійно переносити вогонь з одного корабля на інший. Нарешті о 9:15 перший снаряд влучив в «Бартоломео Коллеоні». Крейсер змушений був зменшити швидкість. Дистанція між ним і британськими кораблями скоротилась до 16000 м і зменшувалась надалі. Тепер по «Бартоломео Коллеоні» вів вогонь не лише «Сідней», але й британські есмінці, чиї 120-мм снаряди спустошували палубу італійського крейсера. На кораблі спалахнула пожежа, яка охопила бойовий місток. Це унеможливило ефективне керівництво боротьбою за живучість. Черговий снаряд із «Сіднея» пробив палубу і здетонував у котельному відділенні «Бартоломео Коллеоні». Надходження пари до турбін припинилось. Корабель зупинився, на ньому зникла електрика. Фактично, доля «Бартоломео Коллеоні» була вирішена. Ситуацію не міг врятувати єдиний італійський снаряд, який, нарешті, влучив у передній комин «Сіднея» – ушкодження не були суттєвими, а втрати особового складу обмежились одним пораненим моряком.
Коммандер Коллінз залишив біля ушкодженого крейсера есмінці «Хайперіон», «Хейвок» і «Айлекс». Вони мали добити ворожий корабель, а згодом зайнятись порятунком його екіпажу. «Сідней» же разом з есмінцями «Хіроу» і «Хасті» продовжував погоню за «Джованні делле Банде Нере». Через вищу швидкість італійського крейсера і вичерпання боєзапасу носових башт «Сіднея» погоню о 10:37 довелось припинити. «Джованні делле Банде Нере» благополучно дістався до Бенгазі.
Три