Jak wykazały przeprowadzone w roku 2009 badania wraku australijski krążownik wystrzelił w stronę krążownika niemieckiego 6 torped, ale żadna nie trafiła.
Artylerzyści „Sydney” przez pierwszych dwadzieścia minut starcia nie potrafili odpowiedzieć celnym ogniem. Przyczyną było zniszczenie dowództwa okrętu i centrali artyleryjskiej nad pomostem, ale w końcu kilka pocisków 152 mm z wieży działowej „X” trafiło maszynownię „Kormorana”, zniszczyło jedno z dział 150 mm wraz z obsługą i wywołało na śródokręciu gwałtowny pożar, który zaczął przesuwać się w kierunku rufy.
Obie jednostki zostały unieszkodliwione w wyniku starcia, choć Niemcy strzelali do krążownika jeszcze przez 25 minut. Następnie zaczęły się z wolna oddalać od siebie, przy czym „Kormoran” został na miejscu, a płonący „Sydney” kierował się powoli na południowy wschód, w stronę Perth, ale na pokładzie nie było widać śladów życia. Tuż przed północą, w zupełnych ciemnościach, załoga „Kormorana” dostrzegła błysk na horyzoncie i usłyszała serię dalekich eksplozji, co prawdopodobnie było spowodowane przedostaniem się ognia do komór amunicyjnych krążownika. HMAS „Sydney” zatonął wraz z całą załogą liczącą 645 marynarzy i oficerów.