Англичане были уязвлены поражением. Морской министр У. Черчилль, узнавший о бое при Коронеле 4 ноября, на следующий день убеждал кабинет министров, что виновен авантюрист Крэддок, вступивший в бой до соединения с «Канопусом». Внутри адмиралтейства виновным негласно признали Стэрди. Именно ему предстояло исправить свою оплошность и не пропустить германские рейдеры в Атлантику, где у побережья Южной Африки находились многочисленные транспорты с войсками. Уже 4 ноября вице‑адмирал получил приказ адмирала Фишера отправиться с линейными крейсерами «Инвинсибл» и «Инфлексибл» к Фольклендским островам; 3‑й линейный крейсер, «Принсес Ройял», послали в Карибское море на случай, если бы германский флагман решил воспользоваться Панамским каналом. Стэрди выступил 11 ноября; с ним на «Инвинсибле» отправлялась бригада рабочих, которые должны были завершить ремонт в котельном отделении. Однако, несмотря на приказ торопиться, Стэрди достиг Порт‑Стэнли только 7 декабря и утром следующего дня начал погрузку угля. Именно в этот момент германские крейсера и подошли к Фольклендским островам.

В 8 часов 30 минут 2 германских крейсера увидели за холмами у Порт‑Стэнли густой дым, но посчитали, что англичане сжигают угольные склады. Первые выстрелы тихоходного «Канопуса» также не смутили нападающих. Однако вскоре они увидели мачты линейных крейсеров, направляющихся к выходу из бухты. Германский флагман поднял сигнал: не вступать в бой и уходить полным ходом на северо‑восток. Однако более быстроходные линейные крейсера, выйдя в море к началу 11‑го часа, устремились в погоню. Около 13 часов орудия «Инвинсибла» начали обстрел концевого в германской колонне крейсера «Лейпциг».

В ходе сражения у Фольклендских островов вице‑адмирал Стэрди имел, кроме 2 линейных крейсеров, броненосные крейсера «Карнарвон», «Кент», «Корнуол» и легкий крейсер «Глэзго».

Увидев явно догонявшего противника, фон Шпее решил принять бой двумя броненосными крейсерами, которые при скорости 18 узлов все равно не могли уйти от погони. По его приказу — рассредоточиться и уходить — 3 легких крейсера полным ходом направились к западу; за ними устремились английские крейсера.

Стэрди, зная о хорошей артиллерийской подготовке противника, отказался от сближения и быстрой победы. Он предпочел вести огонь издали, чтобы избежать повреждений, несмотря на большой расход боеприпасов. Каждый из линейных крейсеров стрелял по одному неприятельскому кораблю. С другой стороны, германские артиллеристы уже с третьего залпа попали в «Инвинсибл», а когда корабли сблизились до 11 километров, открыли огонь из 152‑мм орудий. Стэрди удалился на дистанцию 14 километров, затем вышел за дальность огня, и около 14 часов бой прервался.

В первой фазе боя «Шарнгорст» и «Гнейзенау» получили лишь по два попадания, не имели серьезных повреждений, и фон Шпее решил попытаться спасти их. Он резко повернул на юг, в воды, где можно было ожидать шквалов и туманов. Однако стоявшая с утра прекрасная погода не изменилась. Через час англичане пошли на сближение и возобновили стрельбу.

С расстояния 11 километров линейные крейсера расстреливали «Шарнгорст» и «Гнейзенау». Однако еще в начале 16‑го часа пылающий «Шарнгорст» продолжал вести бой. Около 16 часов Шпее успел просигналить Меркеру, что тот был прав, не рекомендуя идти к Фольклендским островам, и предложил, если возможно, уводить «Гнейзенау», после чего направил свой корабль на англичан в надежде задержать их. Но силы были неравны. «Шарнгорст» перевернулся и ушел под воду. Через полтора часа ко дну пошел и «Гнейзенау», с которого не спасся ни один человек. Германская эскадра потеряла 2000 человек, в том числе погибли фон Шпее и его сын (на «Нюрнберге»). Холодная вода и затянувшееся сражение способствовали гибели тех, кто уцелел в бою.

В ходе сражения в «Инвинсибл» попали 22 снаряда, в «Индифатигабл» — 3; оба корабля лишились 5 матросов, в том числе одного убитым. Это было последнее крупное классическое артиллерийское сражение, в котором не участвовали торпеды, мины, авиация или подводные лодки.

Незадолго до гибели «Гнейзенау» пошел мелкий дождь. Однако изменение погоды уже не могло помочь германским кораблям скрыться. Английские крейсера догнали и потопили также «Лейпциг» и «Нюрнберг»; удалось уйти лишь «Дрездену». Англичане уничтожили также 2 вспомогательных судна с грузами для эскадры Шпее. Единственная пригодная для крейсерства и тем опасная для Великобритании германская эскадра была уничтожена. 14 марта 1915 года в бухте у берегов Чили был истреблен и «Дрезден». Гибель эскадры Крэддока была отомщена, что вызвало взрыв восторга в Англии.

В Германии имя графа Шпее было окружено уважением, и когда страна начала возрождать флот, оно появилось на борту одного из первых карманных линкоров. По иронии судьбы, и «Граф Шпее» был потоплен у берегов Южной Америки, в устье Ла‑Платы, в бою с английскими крейсерами.