當時配屬於第21特混艦隊的巡洋艦都是“邁阿密”級，沒有爲第21特混艦隊安排“底特律”級防空巡洋艦。以對海作戰能力而言，“邁阿密”級並不比“底特律”級差，而且“底特律”級的造價要昂貴得多，主要用於掩護航母。
從作戰能力上看，“邁阿密”級巡洋艦與帝國海軍的“江河”級的初期型號很接近，而“江河”級的後期型號則要更強一點，主要表現在一些戰術性能上，比如“江河”的轉向速度要快一些，同時動力系統的功率更大，加速能力更好。其他各方面，“邁阿密”級與“江河”級的差別並不大，最主要的是，兩者都可以在正常交戰距離內擊穿對方的裝甲，給予對方致命的打擊。另外，相對老舊的“節氣”級重巡洋艦在換上了新的主炮後，其火力已經不比“江河”級差，也能夠輕易的幹掉“邁阿密”級。也就是說，在正常情況下，這三種重巡洋艦都能夠給予對方最沉痛的打擊。
在性能比較接近的情況下，數量，以及指揮官，艦隊官兵的發揮就是最爲關鍵的了。當時，跟隨戰列艦衝出來的美軍重巡洋艦隻有5艘，而等在外面的第三特混艦隊的重巡洋艦卻多達12艘，兵力差距更爲懸殊。如果以火炮的數量計算的話，就是45對108，比戰列艦主炮數量的對比還要大一些。只是，巡洋艦之間的戰鬥與戰列艦之間地戰鬥有很大的區別。
5艘“邁阿密”級巡洋艦繼續是緊隨“新罕布什爾”號戰列艦衝出來的。在離開港灣後。爲了避免進入雙方戰列艦的交叉火力範圍之內，5艘巡洋艦並沒有左轉，而是向右轉，也就是朝着“俄亥俄”號的方向而去。當時，“俄亥俄”號戰列艦正在下沉，而巡洋艦轉向時更靈活，需要的轉向半徑也要比戰列艦小得多。因此，這5艘巡洋艦全是從“俄亥俄”號戰列艦的北面穿插過去地。正好利用了“俄亥俄”號擋住了南面六艘戰列艦的射界。
這5艘巡洋艦地行動並沒有瞞過“南寧”號上的瞭望員，在瞭望員報告了敵巡洋艦的行蹤之後，常薦新沒有讓戰列艦去對付這幾艘想要逃命的巡洋艦，這並不是說常薦新有一顆仁慈之心，而是沒有必要出動戰列艦去對付弱小得多的巡洋艦，第三特混艦隊的兩支巡洋艦編隊就在附近，哪裡可能放走5艘美軍的重巡洋艦呢？
當時。由六艘“節氣”級巡洋艦組成地第2巡洋艦編隊位於戰列艦編隊的南面。按照常薦新的作戰安排，第2巡洋艦編隊的任務是在敵人的驅逐艦發動魚雷攻擊的時候，前出掩護戰列艦，而不參加正面的炮戰。當然，該巡洋艦編隊也可以對付敵人的巡洋艦。因此，在5艘美軍地“邁阿密”級巡洋艦從港灣裡衝出來後，已經在戰場外圍等待了很久的6艘“節氣”級巡洋艦立即轉向西北，並且以24節的速度前往攔截。
5艘“邁阿密”級巡洋艦在衝出港灣時的速度也只有10節。而要加速到24節，至少需要十分鐘的時間，而十分鐘之內，6艘“節氣”級巡洋艦已經趕到其西南方向上了。也就是說，這5艘“邁阿密”級巡洋艦是不可能逃脫第三特混艦隊第2巡洋艦編隊的攔截地，最多隻能夠設法擊敗對手。然後快速突圍。不過，當時，第三特混艦隊還有一支巡洋艦編隊，這就是由6艘“江河”級重巡洋艦組成的第1巡洋艦編隊。
這支編隊當時正在炮擊聖地亞哥港東南方向上的美軍岸防炮兵陣地，這也是常薦新安排下去的任務。在戰列艦打擊美軍的主力戰艦的時候，由第1巡洋艦編隊，以及第1驅逐艦編隊負責壓制美軍的岸防火炮。在發現美軍的戰列艦要衝出港口後，常薦新首先命令驅逐艦準備進行魚雷攻擊，結果第1驅逐艦編隊沒有立即參加壓制岸防炮兵的行動。隨後，該驅逐艦編隊撤了下來。沒有發動魚雷攻擊。同時因爲美軍戰列艦出現在了港灣的出口處，無法轉移到東南方向上去與第1巡洋艦編隊一起作戰。只能在戰場上繞個大圈子，結果耽擱了不少時間，在美軍地巡洋艦衝出來地時候，還沒有到達第1巡洋艦編隊的位置，也沒有能夠參加壓制岸防炮兵地戰鬥。另外，美軍巡洋艦編隊是向西面逃跑的，而第1巡洋艦編隊在戰場的東南方向上，中間還隔着雙方的戰列艦編隊呢。
也正因爲如此，常薦新在是否安排第1巡洋艦編隊也去截擊美軍巡洋艦編隊的時候遲疑了兩分鐘，最後考慮到6艘“節氣”級不一定能夠在對付5艘“邁阿密”級的戰鬥中佔多少便宜，另外美軍的岸防炮兵對衝在最前面的戰列艦編隊沒有太大的威脅，這才決定讓第1巡洋艦編隊結束對美軍岸防炮兵陣地的炮擊，迅速趕去支援第2巡洋艦編隊。耽擱了2分鐘的時間還是小事，主要是第1巡洋艦編隊必須要首先繞過主戰場，這需要至少20分鐘的時間，如果考慮到加速所需要的時間，也許要花上半個小時！也正是如此，第1巡洋艦編隊的指揮官當時並沒有完全遵從常薦新的命令。
戰鬥首先在雙方的兩支巡洋艦編隊之間展開，這次首先開火的是才加速到16節的美軍巡洋艦，而以24節速度前去攔截的“節氣”級巡洋艦反而沒有能夠搶先開火。當時，雙方的距離接近12000碼，基本上，這是巡洋艦主炮能夠打穿對方裝甲的極限距離了。
高速航行在使自己的主炮無法發揮作用的情況下，也同時讓敵人打來地炮彈難以命中。這對雙方來說。實際上是比較公平的。美軍5艘巡洋艦在前五分鐘的炮擊中，基本上沒有對第2巡洋艦編隊構成威脅，反而浪費了不少的炮彈。另外，也正因爲要保證炮擊的準確性，5艘“邁阿密”級巡洋艦不得不保持16節的速度，而沒有繼續加速，最終也因此沒有能夠逃出戰場。大概。這5艘巡洋艦上的艦長都是才提拔起來地吧，如果是有經驗的艦長。就應該在這個時候繼續加速，而不去管炮擊地準確性，用炮擊來打亂對方的編隊，趁機脫離戰鬥，逃出戰場，而不是留下來等死。要知道，在戰局對己方不利。同時艦隊司令官又沒有要求巡洋艦留下來繼續戰鬥的情況下，巡洋艦最拿手的就是逃跑，而不是與對方比拼火力。
六點五十一分，第2巡洋艦編隊的速度降低到了18節，爲了能夠抄到美軍編隊的前面去，最前面的領艦在繼續調整航向地同時，保持着18節的速度。同時，6艘“節氣”級巡洋艦也在這個時候對美艦進行了還擊。雙方之間的炮戰也是從這個時候正式開始的。
與戰列艦相比。巡洋艦的火力弱了很多，可有一點是戰列艦所無法比擬的，那就是巡洋艦主炮發射炮彈的速度。當時，美軍的8英寸火炮每分鐘能夠發射4發炮彈，而唐帝國海軍地200毫米重炮每分鐘也能發射4到5發炮彈，而最好的戰列艦主炮。在不考慮瞄準的情況下，也就每分鐘2發而已。也就是說，在同樣數量的火炮情況下，巡洋艦的炮擊密度是戰列艦的2倍。
隨着交戰距離逐漸拉近到7000碼左右，炮戰成爲了一場血腥地戰鬥。特別是當雙方的副炮也投入到了戰鬥中的時候，傷亡數字更是直線上升。在這個距離上，不管是8英寸的重炮，還是200毫米重炮，都可以用普通的穿甲彈打穿對方薄弱的裝甲，甚至連120毫米。以及5英寸口徑的副炮都能夠威脅到對方的巡洋艦。這也正是重巡洋艦最大的缺陷。在擁有猛烈的火力地同時，卻沒有足夠地裝甲！
重巡洋艦誕生的時候。爲其設定地基本戰術是在高速航行中進行炮擊，利用速度來避開對方的炮彈，從而達到防禦的目的。也就是說，重巡洋艦的優勢是速度，而絕不是裝甲。這與已經被淘汰掉的戰列巡洋艦有點類似。可問題是，在面對面的炮戰中，速度是肯定快不起來的，特別是當雙方的指揮官都想打垮對手，同時又願意與對手賭運氣的時候，更不可能在高速航行中開火。在喪失了速度優勢的情況下，重巡洋艦上的裝甲就顯得薄弱不堪了。正因爲如此，大戰期間，任何一個國家的海軍都在儘量避免讓重巡洋艦參加炮戰，而重巡洋艦執行的最多的任務是爲航母護航，支援陸戰隊登陸，以及在艦隊炮戰中對付弱小得多的驅逐艦。而在需要安排小型艦隊單獨行動的時候，美國海軍更喜歡用速度更快，更爲靈活的輕巡洋艦與驅逐艦搭配，而帝國海軍則會讓大型驅逐艦組成單獨的編隊，而很少讓重巡洋艦這種造價昂貴，“皮薄餡大”的戰艦參加。幸運的是，帝國海軍的大型驅逐艦擁有不弱於對手輕巡洋艦的實力，所以纔沒有暴露出缺乏輕巡洋艦的缺陷。
對雙方巡洋艦上的官兵而言，在接下來的十多分鐘時間裡，戰鬥與屠殺是沒有多大的區別的。只要中彈，那麼就必然會有傷亡，而且隨着交戰距離越來越近，中彈的頻率也就越來越高。當時，“立秋”號在一分鐘內捱了八發炮彈，其中三發8英寸的，五發5英寸的，這八發炮彈直接把這艘巡洋艦打成了殘廢。美軍的5艘巡洋艦也好不到哪裡去，十多分鐘裡，幾乎全部受了重傷，編隊最後面的兩艘已經開始緩緩下沉了！
到七點過七分，第1巡洋艦編隊加入了戰鬥。6艘“江河”級並沒有趕過來，而是在到達了戰列艦編隊的西南面，擁有了開炮的射界，在距離美軍巡洋艦編隊大概還有11000碼的時候，由雷達，以及趕過來的水上飛機提供炮擊參數，對美軍巡洋艦編隊進行了遠距離的打擊。雖然炮擊的準確率要低得多，但是6艘巡洋艦上的54門重炮絕不是擺着好看的，而且每分鐘4次的炮擊速度，也絕不是開玩笑的。只要一次射擊有幾發炮彈命中，幾分鐘下來，就會有幾十枚，甚至上百枚炮彈命中，那5艘美軍巡洋艦根本就承受不住這麼猛烈的打擊。
這也是雙方巡洋艦戰鬥中的轉折點，到七點十五分左右，也就是在雙方戰列艦之間的決鬥剛剛結束不到三分鐘，巡洋艦的戰鬥也結束了。5艘“邁阿密”級巡洋艦無一倖免，全部被炮彈給砸沉，這五艘戰艦上一共有3000餘名官兵，最終倖存下來的不到500人，也就是說，有六分之五以上的官兵陣亡或者是失蹤。
第2巡洋艦編隊裡的6艘“節氣”級的情況也好不到哪裡去。“立秋”與“立冬”號戰沉，另外四艘全部負重傷，其中“白露”與“秋分”號的傷勢最爲嚴重，如果沒有官兵們的捨身搶救，這兩艘戰艦也不可能倖免。最後，兩艘戰艦被拖回帝國之後，都被確定爲沒有修復的價值，最終都被拆成廢鋼鐵給處理掉了。“處暑”與“驚蟄”號的傷勢也不輕，最終都被修復了，只是其再次加入艦隊的時候，戰爭行將結束。
當時，這六艘“節氣”級是在主力艦隊服役的最後一批，也就是說，這是“節氣”級巡洋艦在主要戰場上的最後一次戰鬥。雖然，還有好幾艘“節氣”級巡洋艦在地方艦隊，以及戰區艦隊服役，並且一直堅持到了戰爭結束，但是這幾艘巡洋艦都沒有參加過什麼像樣的海戰。也可以說，這是“節氣”級巡洋艦，這種自大戰爆發以來，就在帝國海軍中服役，並且爲戰勝敵人立下了汗馬功勞的重巡洋艦在海戰戰場上的謝幕表演，一次充滿了鮮血，同時又書寫了帝國海軍官兵英勇無畏的戰鬥精神的激烈海戰！
到此，“聖地亞哥海戰”的炮戰戰鬥結束，在常薦新瞭解到敵巡洋艦編隊也已經被殲滅之後，他首先想到的不是殺入聖地亞哥港，而是該怎麼逃命！