這枚穿甲彈再次貫穿了艦體，在戰艦右舷外側大約十米處爆炸，沒有形成致命損傷，但是在次期間「妙高」號至少被三十枚一百五十毫米炮彈直接命中，艦體被打得千瘡百孔，暴露在艦體外的裝置設施幾乎全被摧毀。
更要命的是「妙高」號上的水上飛機庫燃起了大火。
結果就是「妙高」號成了一個明晃晃的目標。從一點二十七分開始」「山東」號就沒再由雷達指引炮擊，而是用上了精度更高的主炮測距儀，並且讓四座炮塔分成兩個炮組，各自瞄準目標開火。
這麼做，除了能夠提高射擊精度，還能提高射擊速度。
在「山東」號的強大火力打擊下「妙高」成為第三艘戰沉的日艦。
一點三十七分「妙高」號步「鳥海」號的後塵，在首部主彈藥庫被大口徑穿甲彈直接命中之後，迅速爆炸沉沒。
這次「山東」號打出的穿甲彈沒有出現威力過剩的情況。
當然，這也與重巡洋艦的彈藥庫防護有關。
彈藥庫是戰艦上最關鍵的部位之一，受到了嚴密保護。正常情況下，彈藥庫都在三重灌甲防護之下。
結累就是「山東」號打出的三百八十毫米穿甲彈在貫穿了彈藥庫的左側裝甲之後，又打中了彈藥庫的右側裝甲，然後才引爆。所幸的是，這對結果沒有半點影響，依然引爆了彈藥庫內的彈藥。如果「妙高」號的彈藥庫防護稍微差一點，這枚穿甲彈就很有可能貫穿整個彈藥庫，而不是在彈藥庫內引爆。
與「鳥海」號一樣「妙高」號在彈藥庫大爆炸後就迅速沉沒了。
打到這個時候，聯合艦隊的偵察編隊只剩下了三艘重巡洋艦。雖然這三艘戰艦還沒有被擊沉，但是離戰沉已經不遠了。更重要的是，在一萬七千米的交戰距離上，重巡洋艦根本無法對主力艦構成威脅，甚至對那三艘大型巡洋艦的威脅也不大。如果考慮到日艦的炮擊命中率，那就幾乎沒有威脅了。
顯然，對日艦上的官兵來說，這不是計麼好事。
如果能還手、能對敵艦構成威脅，日艦上的官兵還有拼死一搏的勇氣，可是在根本無法對敵艦構成威脅的情況下，〖日〗本官兵計程車氣馬上就蕩然無存了。繼續打下去，與送死有什麼區別？
一點四十分，在「妙鼻，號沉沒後，剩下的三艘重巡洋艦轉向撤退。
此時，山本五十六率領的主力編隊還在二十五公里之外。
雖然魯志剛也預料到聯合艦隊的主力即將到達，但是前面的戰鬥打得太順利了，而且〖日〗本重巡洋艦的表現，讓魯志剛相信，〖日〗本海軍還沒有為戰艦配備雷達，甚至根本就沒有研製出雷達。
顯然，在夜戰中，魯志剛沒有必要擔心與聯合艦隊主力突然遭遇。
更何況，算得上主力的，也只有一艘在一戰後期建造的「霧島」號戰列艦，其他的都是不經一擊的巡洋艦。
發現日艦轉向逃跑，魯志剛立即下達了追擊命令。
一馬當先的不是快速戰列艦，而是在之前表現不太理想的兩艘大型巡洋艦，即「北京」號與「天津」號。
事實上，兩艘大型巡洋艦的最快速度不比快速戰列艦高多少，只是更加靈活。
做為航母的貼身保鏢，大型巡洋艦在設計的時候就極為重視戰術機動效能，即要求儘可能短的轉向半徑，以及儘可能快的轉向速度。只有較高的戰術機動效能，大型巡洋艦才能在防空作戰中機動到有利位置上。
問題是，追擊重巡洋艦並不是大型巡洋艦的主要使命。
雖然後來美國海軍的「阿拉斯加」級大型巡洋艦出了為航母提供防空掩護之外，還專門用來對付〖中〗國海軍的防空巡洋艦，在速度上有較高的要求，其最快航速達到了驚人的三十五節，即便在滿載的情況下也能達到三十三節。但是在〖中〗國海軍中，大型巡洋艦並不經常用於制海作戰，至少在設計的時候，海軍沒有提出相關的要求，因此其最高航速只要求能夠達到艦隊航母的標準。
結果就是「北京」級大型巡洋艦的最高航速低於所有〖日〗本的重巡洋艦。
顯然，兩艘大型巡洋艦在追擊三艘重巡洋艦的時候有點吃力，只不過追擊行動並沒持續多久。
隨著聯合艦隊主力到達，炮戰再次開始。