十點十二分，在「長門」號連續打出了三輪齊射後，完成轉向，航速提高到十五節的「果敢」號與「東海」號朝北面大概九千米外的「長門」號打出了第一輪齊射，這也是第12-1主力編隊的首輪齊射。
在很大的程度上，「果敢」號與「東海」號在浪費炮彈。
因為有背景干擾的影響，所以兩艘戰艦的主炮只能通過光學測距儀瞄準目標，雷達基本上派不上用場。同時，「長門」號一直在移動，且夜空中陰雲密布，除了開火的瞬間，炮手與艦橋頂部主測距儀的觀察員都很難準確測量出敵艦的距離。
「長門」號的情況好不了多少，即便日本海軍瞭望員的眼睛比貓還好，也很難在陰雲密布的夜晚看清楚近萬米外的敵艦，更不大可能用性能不太好的光學測距儀測算出敵艦的準確位置。
當時，世界上能夠生產頂級光學設備的只有三個國家，一個是大明帝國，一個是德國，一個是美國。在這三個國家中，德國的光學儀器又是最好的，其次為大明帝國，最次為美國。當時，英國海軍的主力艦基本上用的都是從美國進口的光學儀器。日本也不例外，只是日本購買的並不是美國最好的光學儀器，其性能自然差了很遠。
對於雙方彈藥充足的主力艦來說，浪費幾輪齊射算不了什麼。
如果能夠受先打中對手，並且使對手起火，就能在黑暗中看清敵人，提高炮擊的命中率。當然，如果能夠一炮打殘對手，那就再好不過了。
直到十點二十四分，這場三艘主力艦的決鬥才出現了第一個戰果。
根據「果敢」號前桅杆上的瞭望員報告，「果敢」號第五輪齊射肯定打中了「長門」號。中彈部位應該在艦尾附近。問題是，「長門」號並沒有起火，而且後桅杆上的瞭望員，還有「東海」號上的瞭望員都沒有記錄下這個戰果，所以該戰果沒有得到確認。
戰後。曾經在「長門」號上服役，並且參加了「扇島海戰」的日本海軍官兵交代，「果敢」號的第五輪齊射確實打中了「長門」號，而且命中點就在「長門」號右舷艦尾附近。只是那枚穿甲彈直接穿透了艦尾左右兩側地裝甲，然後掉到了海里，還沒有發生爆炸。結果。也只在「長門」號的屁股上留下了兩個對稱的大窟窿。
看來。穿甲彈的威力太大也不見得是好事。
如果這枚穿甲彈在艦體內爆炸。肯定會炸掉「長門」號的屁股，甚至有可能威脅到舵艙。如果因此導致「長門」號轉向機構失靈，或者無法靈活轉向，「長門」號也不用繼續打下去，直接掛白旗投降得了。
當然，這個沒有得到承認地戰果並沒有影響「果敢」號炮手的鬥志。
當時。也沒有哪個炮手知道他打出的炮彈擊中了「長門」號。按照一般情況，要到戰鬥結束之後，艦長，或者艦隊指揮官才會在戰鬥報告中提到各艘戰艦的獲得的戰果，然後再比對各個炮組的交戰記錄，確認到底是哪個炮組獲得地戰果。如果無法進行比對，或者無法確定是哪個炮組，甚至哪艘戰艦地戰果，功勞將記到戰艦。或者是艦隊地頭上。當然。炮手肯定是重要立功人員。
此時，「長門」號基本上離開了背景干擾區域。
隨著火控雷達直接為各炮組提供炮擊參數。「果敢」號的炮擊準確率迅速提高。因為沒有直接火力控制通道，所以「東海」號的炮擊準確率反而比不上「果敢」號。至少，交戰距離在八千米以外的情況下，「東海」號的表現沒有「果敢」號那麼搶眼。
十點二十九分，「果敢」號打出了第七輪齊射。
一次非常漂亮的跨射，六枚穿甲彈中，兩枚落到了「長門」號右舷外，三枚落到了「長門」號左舷外，另外一枚則準確地命中了「長門」號一號煙囪傾斜煙道的下方，並且在艦體內爆炸。
最初的時候，「長門」號的一號煙囪是直的，而且為了減少對艦橋的干擾，先安裝了排煙帽，但是效果並不理想，隨後將一號煙囪改為向後彎曲，拉開與艦橋的距離。這個設計非常獨特，也非常古怪。後來，日本海軍原本計畫對「長門」級進行第二次大規模改進，包括換新的鍋爐，並且將兩根煙囪合併為一根煙囪，可是戰爭迫在眉睫，而且需要集中力量建造「大和」級戰列艦，所以兩艘「長門」級戰列艦的改進工作就拖了下來，直到戰爭爆發都沒有能夠進行。「薩蘭加尼和巴西蘭海戰」之後，日本海軍再次準備對「長門」號進行改進，可僅僅只換上了高大地塔式艦橋，而沒有換上新地鍋爐，也沒有對艦體結構做大的改動，一號煙囪被保留了下來。
這枚炮彈對「長門」號地破壞並不嚴重，只在艦體上開了一個直徑近十米的大窟窿。
十點三十三分，「果敢」號第九輪齊射又獲戰果。
六枚穿甲彈中，至少有二枚準確命中了「長門」號。
打得最準的是乙炮塔二號主炮射出的那枚穿甲彈。當時乙炮塔瞄準了「長門」號的「咿」炮塔，這枚穿甲彈就正好打在了「咿」炮塔的炮座上，並且在揚彈通道內爆炸。四竄的大火引爆了炮塔內沒有來得及裝進火炮葯室的發射葯，結果導致大爆炸，將整座炮塔都炸上了天，炮塔內的炮手無一倖免。
另外一枚命中「長門」號的穿甲彈就完全是靠運氣了。根據後來調查，這枚穿甲彈應該是從丙炮塔的一號炮打出去的，而當時丙炮塔瞄準的是「長門」號的「嗚」炮塔，結果炮彈卻砸中了「長門」號塔式艦橋的頂部，將主炮射擊指揮所，戰鬥艦橋全部摧毀，並且使下面的副炮射擊指揮所在十五分鐘之內無法使用。
也就是說，這兩枚穿甲彈不但報銷了「長門」號四分之一地主炮。還使「長門」號的火力暫時失去了指揮，而且在沒有主炮射擊指揮所的情況下，「長門」號的炮擊準確率不會高到哪裡去。
僅僅一分鐘之後，連續打八輪齊射都無戰果的「東海」號終於有了收穫。
雖然八枚穿甲彈中只有一枚命中，而且多多少少也算是運氣。因為打出這枚穿甲彈地丁炮塔瞄準的是「長門」號的「哎」炮塔，發現其「咿」炮塔中彈起火之後，炮組的槍炮軍官臨時調整了目標，然後在準備不太充分的情況下打出了炮彈。結果，這枚穿甲彈竟然來了個漂亮的「反彈」，先落到「長門」號右舷外地海面上。然後被海水彈起。最終砸在了「長門」號右舷三號副炮炮座下方地主裝甲帶上。而且穿透了主裝甲帶，進入艦體爆炸。但是，這枚穿甲彈造成地損傷也非常嚴重，附近的三門副炮被毀不說，炮彈爆炸點就在二號鍋爐艙的上面，並且直接炸斷了排煙通道！
到此時。雙方的交戰距離已經縮短到了八千米左右。
連續被四枚穿甲彈命中之後，「長門」號因為主炮射擊指揮所被毀，副炮射擊指揮所又無法立即恢複，暫時失去了戰鬥力。因此，「長門」號釋放出煙幕，希望能夠暫時脫離戰鬥。可是剛剛躲過一劫的高須四郎並沒有讓「長門」號轉向撤出戰場。按照他的想法，只要「長門」號地副炮射擊指揮所恢複，在這麼近的距離上仍然有可能打中敵艦。
問題是，用來干擾瞭望員視線的煙幕干擾不了雷達。
十點四十一分。「果敢」號第十二次齊射。再次命中「長門」號。
因為受到煙霧的干擾，瞭望員只看到了一次爆炸閃光。所以判斷只有一枚穿甲彈命中了「長門」號，而且無法準確判斷命中點。實際上，這輪齊射打中了「長門」號兩枚穿甲彈，一枚在「啊」炮塔的正面，爆炸閃光就是炮塔被摧毀時出現的。另外一枚在後艦橋的下方，因為在艦體內爆炸，所以爆炸閃光並不明顯。
兩分鐘後，「果敢」號的第十三輪齊射再次命中了七千三百米外的「長門」號。
這次，瞭望員觀察到了兩次爆炸閃光，並且大致判斷出其中一道閃光在「長門」號「嗚」炮塔地位置，另外一道閃光在「長門」號艦首附近。
十點四十七分，「果敢」號地第十五次齊射完成了「絕殺」。
在不到七千米的距離上，六枚穿甲彈有三枚命中了「長門」號，而且三枚穿甲彈地命中點都在右舷水線附近！
沒有任何懸念，「長門」號喪失了幾乎所有動力，同時右側三分之一的艙室進水。
在接下來的十五分鐘內，「果敢」號與「東海」號又先後打中「長門」號七次，其中四次為「果敢」號的戰果，三次為「東海」號的戰果。
到十一點過八分的時候，「長門」號釋放的煙幕漸漸散去。
連續被十多枚四百毫米穿甲彈打中的「長門」號已經右傾十度以上。
雖然高須四郎將自己綁在了司令艦橋內，雖然艦長沒有下達棄艦命令，雖然官兵仍然在拚命拯救這艘日本海軍最強大的戰列艦，但是一且努力都無法改變「長門」號的命運。半個小時後，大副頂替艦長下達了棄艦命令。
十一點五十八分，「長門」號在扇島以東大概十一公里處沉沒，全艦近一千四百名官兵中，有八百七十二人倖存。根據日本海軍記錄，聯