接下来的十分钟里，美军一直在向两艘防空巡洋舰开火。
严格说来，美军没有向任何战舰开火。
当时，美军战列舰上的炮手，理所当然的认为四艘巡洋舰处在同一条战列上，因此误把两艘离得更近的防空巡洋舰当成了大型巡洋舰，并且以此得出了错误的计算结果，即把交战距离订为二十七公里。
事实上，当时的交战距离只有不到二十四公里。
主要就是，防空巡洋舰的舰长比大型巡洋舰短了几十米，因此前后炮塔的间隔距离也短了二十多米。在采用了大型巡洋舰的参数之后，自然会使美军在计算交战距离的时候出现严重偏差。
结果就是，美军打出的炮弹，全部落在了中国战舰北面数公里之外。
显然，顾祝同不会浪费这宝贵的十分钟。
有趣的是，在这十分钟里，发挥最大作用的不是两艘配备了新式钨合金穿甲弹的大型巡洋舰，而是两艘防空巡洋舰。
当时，中国海军还没有获得二百四十毫米新式炮弹。
显然，在任何距离上，二百四十毫米穿甲弹都无法打穿“北卡罗来纳”级的装甲，因此两艘防空巡洋舰压根就没有使用穿甲弹。事实上，正因为二百四十毫米舰炮的威力有点高不成低不就，所以也没有配备太多的穿甲弹。如果对付敌人的巡洋舰，哪怕是重巡洋舰，平常主要用来打击地面坚固工事的半穿甲弹就足够了，而对付小型舰艇、以及地面目标，主要用的是高爆弹。当时，两艘巡洋舰上，每门主炮只有三十枚穿甲弹，剩下的全是半穿甲弹与高爆弹。
因为穿甲弹打不穿战列舰的装甲，所以两艘防空巡洋舰使用的全是半穿甲弹与高爆弹。
这样一来，反而收到了意想不到的效果。
虽然高爆弹对战列舰没有致命威胁，根本不可能击沉战列舰，但是足以打坏战舰上暴露在外的设施与设备，比如光学测距与瞄准仪、雷达、通信天线等等，对暴露在舰体外的人员也有致命威胁，比如桅杆顶部的了望员。
更重要的是，二百四十毫米舰炮的射速比二百八十毫米舰炮高得多。
此外，两艘防空巡洋舰的舰长根本就没在乎命中率，他们的任务只是吸引敌舰火力，为后面的大型巡洋舰创造机会。当然，他们也没有指望能够击沉两艘战列舰，在开火的时候自然无所顾忌。
十分钟内，两艘防空巡洋舰总共打出了三百六十七枚二百四十毫米炮弹，相当于每门主炮每分钟开火两次。
这是个什么概念？
虽然二百四十毫米舰炮的最大射速达到每分钟四枚，但是实战中，根本不可能达到这个速度。道理很简单，实战条件比测试时的条件恶劣得多，而且需要遵守更加严格的炮击战术守则。比如，在测试的时候，基本上不需要考虑提弹所需时间，而在实战中，就必须把提弹时间算上。按照中国海军的规定，炮塔内不准存放炮弹与发射药，每次开火之后，都需要从弹药库提升炮弹与发射药，并且在装弹之前关闭提弹通道的防火防暴门，避免在炮塔被摧毁后导致弹药库殉爆。
在以往的战斗中，防空巡洋舰主炮的最大实战射速都没有这么快。
对两艘快速战列舰来说，这绝对不是什么好事。
高强度炮击，加上炮瞄雷达提供的精确炮击数据，两艘防空巡洋舰的平均炮击命中率达到了百分之三。
事实上，早在第一次新乔治亚海峡海战中，中国海军就发现，由雷达指引炮战，炮击命中率与射速并不成反比关系，反而是在较高射速的情况下，命中率有所提升，而较慢的射速并不有助于提高命中率。
道理也很简单，炮瞄雷达在获取炮击参数，也就是测量敌舰的距离与方位时，受本舰航行因素的影响非常小。相反，在使用光学测距与瞄准仪的时候，本舰的航行因素，比如航速与稳定性，都能对测量结果产生很大的影响。此外，炮击速度快，意味着单位时间射向敌舰的炮弹多，敌舰进行战术规避的空间就会变小，因此通过战术规避来避开炮弹的可能性就将大大降低。
根据美军的作战记录，在这十分钟里，“北卡罗来纳”号挨了十一枚炮弹，其中至少有七枚是高爆弹。虽然这七枚高爆弹没有能够对“北卡罗来纳”号构成致命威胁，但是打坏了战舰上的对海搜索雷达、前方的主测距仪、战术通信电台的天线，还炸死了十多名官兵，其中一枚直接击中后部舰桥的炮弹，就导致包括二副在内的数十名官兵伤亡，使得尾部炮塔暂时丧失作战能力。
“华盛顿”号的情况要稍微好一点，只被五枚高爆弹击中，但是装在前桅杆上的炮瞄雷达被炸毁。
这下，问题来了。
虽然“华盛顿”号上安装在后桅杆上的对海搜索雷达还在工作，并且在三点过五分左右探测到了四艘中国战舰，并且立即根据战舰反射的电磁波，判断出了其类型，发现之前炮击的都是无关紧要的防空巡洋舰，而且瞄准点偏差了好几公里。但是“华盛顿”号上的炮瞄雷达已经被摧毁，根本无法用雷达来指引炮战，依然得使用光学测距仪。更要命的是，“北卡罗来纳州”号的战术电台天线被炸断，无法直接跟“华盛顿”号通信，只能使用灯光来传递信号。
显然，在激烈的炮战中，灯光信号很不可靠。
即便“北卡罗来纳”号的炮瞄雷达还能使用，但是对海搜索雷达已经报废，也同样无法用雷达瞄准中国战舰。
当时，只有“华盛顿”号找准了目标，开始向两艘大型巡洋舰开火。
只是，在过去的十分钟里，两艘大型巡洋舰已经完成了最重要的使命，即让美军的两艘快速战列舰遭受重创。
“北卡罗来纳”号挨了四枚穿甲弹，而且都是二百八十毫米钨合金穿甲弹。
根据美军的记录，这四枚穿甲弹分别集中了前方的?a炮塔、两座烟囱右侧的交通艇摆放点、后烟囱右侧的一百二十七毫米高射炮炮塔、以及尾部y炮塔右侧的水平甲板，导致两座主炮炮塔丧失作战能力，并且损失了两座副炮炮塔，其右舷方向上只剩下三座副炮炮塔还能使用。
“华盛顿”号的情况依然比“北卡罗来纳”号稍微好一点，主要是当时四艘中国战舰都在击中活力打击“北卡罗来纳”号，只是间歇性的向后面的“华盛顿”号开火，射向该舰的炮弹并不多。
根据美军的记录，“华盛顿”号挨了三枚穿甲弹，都是二百八十毫米钨合金穿甲弹，命中点分别在舰桥右侧的副炮炮塔、舰桥与烟囱之间的水平甲板、以及z炮塔后面的水平甲板。在此之前，“华盛顿”号因为尾部的光学测距仪被打坏，z炮塔已经无法瞄准目标，所以只剩下了两座主炮炮塔，右舷上则只有三座副炮炮塔还在继续开火，总体火力降低了三分之一。
可见，两艘战列舰的主炮火力已经降低了一半，只剩下了九门主炮还在开火。
继续打下去，切斯特有胜利的希望吗？
虽然从理论上讲，只要还有一门十六英寸舰炮能够开火，切斯特就有希望击败那几艘巡洋舰，因为没有任何一艘巡洋舰能够承受十六英寸舰炮的直接轰击，只需要一枚十六英寸炮弹，就能把一艘巡洋舰送到海底。但是打到这个时候，切斯特已经发现，中国巡洋舰使用的大口径穿甲弹，照样能够打穿“北卡罗来纳”级的装甲，特别是在交战距离较远的时候，对水平装甲的穿透率几乎达到了百分之百。
显然，追上那几艘中国巡洋舰是不大可能的事情。
只要中国战舰保持好交战距离，那么切斯特就不可能让两艘快速战列舰主炮的强大威力发挥出来。
继续打下去，切斯特占不到任何便宜。
即便两艘战列舰不会被击沉，并且突破了巡洋舰的拦截，进入了新乔治亚海峡，找到了中国海军的登陆舰队，恐怕也没有办法击沉那些登陆舰，因为到时候，恐怕所有舰炮都被对方击毁了。
问题是，如果撤退，如何向米切尔交代？
要知道，米切尔冒着第32舰队被全歼的风险，给切斯特创造了偷袭机会，而他却空手而归，显然说不过去。
就在切斯特左右为难的时候，一封由第32舰队发来的电报，解决了他的苦恼。
三点十五分左右，切斯特收到米切尔发来的电报，中国海军的战列舰编队已经转向返回新乔治亚海峡，而且航速在三十节以上。也就是说，方志盛已经收到了消息，知道美军快速战列舰正准备突入新乔治亚海峡，所以不再追击第32舰队，准备回来对付遭到巡洋舰拦截的两艘快速战列舰。
此时，离四点只有不到四十五分钟了。
显然，就算切斯特突破了巡洋舰的拦截，也无法赶在天亮之前返回，必然遭到中国海军战列舰编队的伏击，以及中国海军航空兵的打击。
这下，撤退成了切斯特唯一的选择。