战斗首先在双方的两支巡洋舰编队之间展开，这次首先开火的是才加速到16节的美军巡洋舰，而以24节速度前去拦截的“节气”级巡洋舰反而没有能够抢先开火。当时，双方的距离接近12000码，基本上，这是巡洋舰主炮能够打穿对方装甲的极限距离了。
高速航行在使自己的主炮无法发挥作用的情况下，也同时让敌人打来的炮弹难以命中。这对双方来说，实际上是比较公平的。美军5艘巡洋舰在前五分钟的炮击中，基本上没有对第2巡洋舰编队构成威胁，反而浪费了不少的炮弹。另外，也正因为要保证炮击的准确性，5艘“迈阿密”级巡洋舰不得不保持16节的速度，而没有继续加速，最终也因此没有能够逃出战场。大概，这5艘巡洋舰上的舰长都是才提拔起来的吧，如果是有经验的舰长，就应该在这个时候继续加速，而不去管炮击的准确性，用炮击来打乱对方的编队，趁机脱离战斗，逃出战场，而不是留下来等死。要知道，在战局对己方不利，同时舰队司令官又没有要求巡洋舰留下来继续战斗的情况下，巡洋舰最拿手的就是逃跑，而不是与对方比拼火力。
六点五十一分，第2巡洋舰编队的速度降低到了18节，为了能够抄到美军编队的前面去，最前面的领舰在继续调整航向的同时，保持着18节的速度。同时，6艘“节气”级巡洋舰也在这个时候对美舰进行了还击。双方之间的炮战也是从这个时候正式开始的。
与战列舰相比，巡洋舰的火力弱了很多，可有一点是战列舰所无法比拟的，那就是巡洋舰主炮发射炮弹的速度。当时，美军的8英寸火炮每分钟能够发射4发炮弹，而唐帝国海军的200毫米重炮每分钟也能发射4到5发炮弹，而最好的战列舰主炮，在不考虑瞄准的情况下，也就每分钟2发而已。也就是说，在同样数量的火炮情况下，巡洋舰的炮击密度是战列舰的2倍。
随着交战距离逐渐拉近到7000码左右，炮战成为了一场血腥的战斗。特别是当双方的副炮也投入到了战斗中的时候，伤亡数字更是直线上升。在这个距离上，不管是8英寸的重炮，还是200毫米重炮，都可以用普通的穿甲弹打穿对方薄弱的装甲，甚至连120毫米，以及5英寸口径的副炮都能够威胁到对方的巡洋舰。这也正是重巡洋舰最大的缺陷，在拥有猛烈的火力的同时，却没有足够的装甲！
重巡洋舰诞生的时候，为其设定的基本战术是在高速航行中进行炮击，利用速度来避开对方的炮弹，从而达到防御的目的。也就是说，重巡洋舰的优势是速度，而绝不是装甲。这与已经被淘汰掉的战列巡洋舰有点类似。可问题是，在面对面的炮战中，速度是肯定快不起来的，特别是当双方的指挥官都想打垮对手，同时又愿意与对手赌运气的时候，更不可能在高速航行中开火。在丧失了速度优势的情况下，重巡洋舰上的装甲就显得薄弱不堪了。正因为如此，大战期间，任何一个国家的海军都在尽量避免让重巡洋舰参加炮战，而重巡洋舰执行的最多的任务是为航母护航，支援陆战队登陆，以及在舰队炮战中对付弱小得多的驱逐舰。而在需要安排小型舰队单独行动的时候，美国海军更喜欢用速度更快，更为灵活的轻巡洋舰与驱逐舰搭配，而帝国海军则会让大型驱逐舰组成单独的编队，而很少让重巡洋舰这种造价昂贵，“皮薄馅大”的战舰参加。幸运的是，帝国海军的大型驱逐舰拥有不弱于对手轻巡洋舰的实力，所以才没有暴露出缺乏轻巡洋舰的缺陷。
对双方巡洋舰上的官兵而言，在接下来的十多分钟时间里，战斗与屠杀是没有多大的区别的。只要中弹，那么就必然会有伤亡，而且随着交战距离越来越近，中弹的频率也就越来越高。当时，“立秋”号在一分钟内挨了八发炮弹，其中三发8英寸的，五发5英寸的，这八发炮弹直接把这艘巡洋舰打成了残废。美军的5艘巡洋舰也好不到哪里去，十多分钟里，几乎全部受了重伤，编队最后面的两艘已经开始缓缓下沉了！
到七点过七分，第1巡洋舰编队加入了战斗。6艘“江河”级并没有赶过来，而是在到达了战列舰编队的西南面，拥有了开炮的射界，在距离美军巡洋舰编队大概还有11000码的时候，由雷达，以及赶过来的水上飞机提供炮击参数，对美军巡洋舰编队进行了远距离的打击。虽然炮击的准确率要低得多，但是6艘巡洋舰上的54门重炮绝不是摆着好看的，而且每分钟4次的炮击速度，也绝不是开玩笑的。只要一次射击有几发炮弹命中，几分钟下来，就会有几十枚，甚至上百枚炮弹命中，那5艘美军巡洋舰根本就承受不住这么猛烈的打击。
这也是双方巡洋舰战斗中的转折点，到七点十五分左右，也就是在双方战列舰之间的决斗刚刚结束不到三分钟，巡洋舰的战斗也结束了。5艘“迈阿密”级巡洋舰无一幸免，全部被炮弹给砸沉，这五艘战舰上一共有3000余名官兵，最终幸存下来的不到500人，也就是说，有六分之五以上的官兵阵亡或者是失踪。
第2巡洋舰编队里的6艘“节气”级的情况也好不到哪里去。“立秋”与“立冬”号战沉，另外四艘全部负重伤，其中“白露”与“秋分”号的伤势最为严重，如果没有官兵们的舍身抢救，这两艘战舰也不可能幸免。最后，两艘战舰被拖回帝国之后，都被确定为没有修复的价值，最终都被拆成废钢铁给处理掉了。“处暑”与“惊蛰”号的伤势也不轻，最终都被修复了，只是其再次加入舰队的时候，战争行将结束。
当时，这六艘“节气”级是在主力舰队服役的最后一批，也就是说，这是“节气”级巡洋舰在主要战场上的最后一次战斗。虽然，还有好几艘“节气”级巡洋舰在地方舰队，以及战区舰队服役，并且一直坚持到了战争结束，但是这几艘巡洋舰都没有参加过什么像样的海战。也可以说，这是“节气”级巡洋舰，这种自大战爆发以来，就在帝国海军中服役，并且为战胜敌人立下了汗马功劳的重巡洋舰在海战战场上的谢幕表演，一次充满了鲜血，同时又书写了帝国海军官兵英勇无畏的战斗精神的激烈海战！
到此，“圣地亚哥海战”的炮战战斗结束，在常荐新了解到敌巡洋舰编队也已经被歼灭之后，他首先想到的不是杀入圣地亚哥港，而是该怎么逃命！
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