一系列莫名其妙的爆炸吓坏了盟军，同样唬住了高木少将，并对他下决心结束昼间作战后向北撤退起到了关键作用。高木认为，那些爆炸很可能由水雷引起，他担心自己的舰队会贸然闯进盟军事先布下的雷区。
战斗似乎打得颇为热闹，可是双方第一阶段炮战取得的战绩只能用“惨淡”来形容。日军舰艇共发射了1271发203毫米炮弹和141发140毫米炮弹，外加“长矛”鱼雷43条，取得的战绩是一条鱼雷命中，203毫米炮弹4发命中，140毫米炮弹全部落空。盟军几乎没有任何命中记录。
17:25，多尔曼逐渐稳住了局势，除“埃克塞特”号外其余巡洋舰逐渐重新排好阵型。舰艇次序稍有改变，“德·鲁伊特”号依然位于先导位置，随后是“珀斯”号和“休斯敦”号，最后是“爪哇”号。紧跟在巡洋舰之后的是4艘美国驱逐舰。多尔曼发出了“所有舰只——跟我进攻”的信号，并下令英军驱逐舰进行反击。由于舰艇过于分散，执行这样的任务非常困难。为掩护失去速度的“埃克塞特”号，英军驱逐舰突前施放烟幕，使得本就凌乱不堪的战场更加混乱。
身受重伤的“埃克塞特”号在驱逐舰“威特·德·威斯”号的护卫下以5节的速度缓慢向泗水返航。看到“埃克塞特”号踉踉跄跄欲脱离战场，高木立即命令西村和田中舰队前往追击，试图一举了结该舰。尽管实力悬殊，英舰“伊莱克特拉”号、“朱庇特”号仍然勇敢地冲向敌舰，试图掩护“埃克塞特”号全身而退。
日舰再次发起了鱼雷攻击，首选目标是行动迟缓的“埃克塞特”号。17：48，“羽黑”号在六分钟内连续发射了8条鱼雷，17:50，“那珂”号在18000米距离上发射了4条鱼雷，“神通”号在19000米的距离上又射出了4条，田中的驱逐舰在17:57分之后的五分钟内在14000米距离上发射了剩余的全部鱼雷。这还不算结束，田中射完轮到西村登场。18:04开始，西村舰队各舰除“峰云”号外纷纷发射鱼雷。可笑的是，日军此轮打击射出的92条鱼雷依然全部落空。
此时，奋勇杀出掩护“埃克塞特”号撤退的两艘英军驱逐舰与日军驱逐舰展开了近身肉搏。在马来海战中并未获得作战机会的“伊莱克特拉”号神勇异常，几次齐射后命中了日舰“神通”号，导致该舰海员1死4伤。随后该舰的一发炮弹又击中了“朝云”号的轮机舱，造成水兵5死19伤，受伤的“朝云”号立即失去动力。不过“朝云”号也绝不是吃素的，它发射的一发炮弹同样击中了“伊莱克特拉”号舰桥下方，另一发直接打进了左舷的2号锅炉，“伊莱克特拉”号同样丧失动力在原地打转，双方互相“KO”变成了半身不遂。期间“伊莱克特拉”号还命中“时津风”号一发炮弹。
日驱逐舰“峰云”号也和突前的英军另一艘驱逐舰“遭遇”号战成一处。眼见“伊莱克特拉”号失去动力，“峰云”号甩开“遭遇”号，径直抵前向“伊莱克特拉”号发射鱼雷。这次是近距离射击几乎静止的目标，终获命中。
18:16，挨了数发炮弹和一条鱼雷的“伊莱克特拉”号终于支持不住了，心有不甘地缓缓沉入水中。别看只是一艘小小的驱逐舰，可人家“伊莱克特拉”号的确是见过大世面的，——它在英国皇家海军中有着“扫把星”的雅称。上年的1941年5月24日，在丹麦海峡，“伊莱克特拉”号眼睁睁地看着自己护卫的战列巡洋舰“胡德”号被德舰“俾斯麦”号击沉。两个月前在关丹海域，它又亲眼见证了“威尔士亲王”号、“反击”号两艘主力舰的悲剧，现在噩运终于降临到自己头上了。值得庆幸的是，第二天清晨，美军“SS-38”号潜艇经过这一水域，救起了该舰幸存的54名水兵。
在日本联合舰队，同样有着类似的舰只，前面提到“三大祥瑞”之首的“雪风”号就参加了本次战斗。世界之奇妙就在于很多现象根本无法解释，——很可能是“伊莱克特拉”号在濒死之前将“扫把星”的魂魄附着在了“雪风”号身上，导致这艘驱逐舰在随后的岁月里克死了无数的日军舰只。
18时整，多尔曼在发出“所有的舰艇——跟着我”的信号后开始转向。这一信号通常被理解为“我准备进攻，跟着我”，但这次的含义完全不同。对战场形势作出冷静判断的多尔曼已经改变了之前以死相拼的想法。眼看无法冲破优势敌军的拦截，多尔曼打算采用迂回战术，确定敌运输船队的位置后再实施攻击。
美军驱逐舰队指挥官宾福德中校认为，实施鱼雷攻击是掩护舰队撤退的最佳方式。18:10，他指挥驱逐舰冲向敌舰发起了鱼雷攻击。四艘驱逐舰冒着日军的密集炮火在9000米的距离上一口气发出了24条鱼雷，集中射向日舰队中块头最大的“那智”号和“羽黑”号。美国军舰的勇气可嘉但射术堪忧，所有鱼雷同样无一命中。18:30，四艘发射完鱼雷的驱逐舰返回队列与主队汇合。期间澳舰“珀斯”号的一发炮弹命中了“羽黑”号的水上飞机弹射器，引发大火。后来盟军有目击者称发现该舰逐渐下沉。其实“羽黑”号非但没有沉没，连战斗力都未受到多大影响。
此时天色已晚。高木发现自己的位置离泗水的灯塔越来越近，担心误入盟军的雷区或遭遇潜艇的水下攻击。此行的任务不是战斗而是护航，身后运输船队的安全才是高木首先考虑的目标。他决定一切等到天黑再说。日本人对自己的夜战水平素来自信，高木认为夜战对自己更有利，因此他下令调整舰队向北航行，盟军就此失去了攻击目标。
第一阶段两个多小时的水面战斗暂时告一段落。在此期间，日军共发射1573发203毫米炮弹、191发140毫米炮弹、鱼雷135条，成绩尚算差强人意。击沉盟军驱逐舰“科顿纳尔”号和“伊莱克特拉”号，重创重巡洋舰“埃塞克特”号，自己只有驱逐舰“朝云”号丧失了战斗力，其它舰艇的伤势均不影响继续作战。日军在战斗中逐渐占据上风。
相反盟军不仅损失了两艘驱逐舰，同时消耗了大量弹药。关键是作为绝对主力的“埃塞克特”号受伤退出战斗，还带走了护航驱逐舰“威特·德·威斯”号，再次减弱了舰队的实力。还有一点，美军四艘驱逐舰上的鱼雷均已放完，虽然它们装有声纳设施可作为反潜警戒舰艇，但实际上已不能作为战斗舰艇使用，这几艘驱逐舰上的燃油也开始告急。下一步的战斗对盟军来说堪称凶险。可以说从“埃塞克特”号中炮的那一刻起，这场看似势均力敌的水面对决大局已定。
此时，就连多尔曼试图迂回攻击日军运输船队的战术意图也已不可能实现。因为日军占有空中侦察的优势，侦察机可以跟踪并随时报告盟军舰队的运动方向，高木可以据此作出战术调整。而多尔曼对敌人的动向可以说是一无所知。
局势显然对己方不利。但这次战斗是为了保卫荷兰的最后领地，多尔曼必须义无反顾地进行决死攻击。18:30，多尔曼再次发出了“所有舰只——跟我进攻”的信号，带领剩余舰只返回战场。他依然打算迂回绕过高木的护航舰队，寻隙对日军运输船队直接进行攻击。
现在最关键的问题是，必须尽快找到日军运输船队的准确位置。18时57分，多尔曼给岸上的海军司令部发出了一份询问敌情的电报：“敌军向西撤退，我已失去攻击目标，不知敌运输舰在哪里？”
就在他发出电报的差不多时间，泗水的海军指挥官正准备派出1架飞机前往侦察。19时左右，这架第十巡逻联队的“卡塔琳娜”式飞机从泗水起飞，55分钟后首先飞临自己舰队的上空，之后继续向北飞行去搜索日军的运输船队。
令人惋惜的是，直到晚上22：22，这架侦察机才终于在马威安岛西北发现了日军的运输船队，而泗水的海军指挥官一直到23：52才收到侦察机发回的情报。这对多尔曼来说不啻为一个笑话。因为就在20分钟之前，他的旗舰“德·鲁伊特”号连同“爪哇”号已遭到日军鱼雷的致命打击，正在海面上苦苦挣扎。在濒死之际，多尔曼终于发现了自己的攻击目标，可惜为时已晚。
（图片：在爪哇海战斗中遭受重创的英国皇军海军重巡洋舰“埃克塞特”号）
