Детмерс хорошо понимал, что в открытом бою с современным крейсером его судно будет мгновенно потоплено, поэтому решил использовать маленький шанс — попробовать обмануть противника. Орудия и другие предметы военного назначения были тщательно замаскированы. После каждого нападения немцы с помощью специальных щитов меняли очертания надстроек, колер окраски и даже иногда ставили фальшивую трубу. Первоклассная радиоаппаратура самого современного типа позволяла не только держать надежную связь с Германией, но и вести прослушивание вражеских переговоров, вследствие чего командир «Корморана»
прекрасно знал, какие суда союзников находятся в этом районе, и выбирал наиболее правдоподобную легенду прикрытия. В данный момент он выдавал себя за голландское торговое судно. Австралийские воды были еще практически не тронуты войной, а вдруг крейсер куда-нибудь спешит, поэтому обойдется только поверхностным опросом и не станет тратить время на полный досмотр.
Боевой корабль вместе с тем неумолимо приближался, в 16 ч 30 мин с него была принята первая команда: «Подать свой опознавательный сигнал». Немцы выполнили приказ, продолжая следовать прежним маршрутом. Сблизившись на 1800 м, «Сидней» лег на параллельный курс, пытаясь установить истинную национальную принадлежность обнаруженного судна. Тогда немцы, продолжая игру, заполнили эфир призывами о помощи: «Мирный корабль преследуется вражеским рейдером! Помогите, кто может!» Однако это не произвело никакого впечатления, и последовала команда: «Застопорить машины». Детмерс выполнил и этот приказ, поскольку четко понимал, что в случае боя лучше иметь дело с неподвижным врагом, ибо только тогда появится шанс отличиться у его торпедистов.
Корабли остановились, и в этот момент австралийцы потребовали поднять секретный опознавательный сигнал. На рейдере поняли, что игра проиграна, но Детмерс максимально тянул время, ибо его высокобортное судно под действием ветра дрейфовало в сторону боевого корабля, что сокращало и так небольшую дистанцию между ними. Наконец на крейсере стали терять терпение, и приказ принял вид ультиматума. Суда сблизились уже на 1100 м, и немцы решили, что пора переходить к делу.
Опытный вояка, командир рейдера в последний раз оценил обстановку. Вид вражеского корабля внушил ему некоторую надежду на то, что его положение не так уж безнадежно. На боевых постах было немноголюдно, и хотя две носовые башни главного калибра на всякий случай были нацелены на обследуемое судно, другие артиллерийские расчеты отсутствовали на своих местах, а на палубе было много «праздношатающейся публики». Судя по всему, даже не была сыграна «боевая тревога». Детмерс лихорадочно размышлял, куда направить первый залп: попробовать уничтожить носовые башни или дезорганизовать управление кораблем, сбив командирский мостик, где хорошо просматривалась большая группа офицеров. За откидными маскировочными щитами в страшном напряжении застыли орудийные расчеты. Цели они не видели, но приборы управления огнем выдавали все необходимые данные.
Наконец, решение принято: взвыли сирены, упали маскировочные щиты, на мачте взвился нацистский флаг. Первый залп принес немцам большой успех: на крейсере был практически разрушен командирский мостик. Расчеты Детмерса полностью оправдались, ответный залп австралийцев дал большой перелет (это со 1100 м!). Зато немцы своим вторым залпом буквально снесли у крейсера носовые башни. Почти одновременно одна из выпущенных «Кормораном» торпед образовала пробоину в районе мостика вражеского корабля, и «Сидней» резко осел на нос. Судя по всему, торпеда сильно повредила двигательную установку. Еще один залп немцев уничтожил бортовой самолет и все судовые шлюпки, крейсер вспыхнул как факел.
Замешательство австралийцев было не слишком долгим. «Сидней», наконец, собрался и ответил по-настоящему: два шестидюймовых снаряда, выпущенные из кормовой башни, снесли баковое орудие «Корморана» вместе с расчетом. В 17 ч 45 мин немецкий рейдер лишился хода, крупный снаряд поразил машину, начался сильный пожар. Однако положение австралийцев было еще хуже: практически вся артиллерия правого борта была уничтожена, на корабле бушевали многочисленные пожары. Несмотря на это крейсер сделал слабую попытку развернуться, чтобы ввести в дело уцелевшие 102-мм орудия левого борта, но «Корморан» снова накрыл его из всех оставшихся пушек. Тогда австралийцы решили выйти из боя, и объятый пламенем «Сидней» начал медленно удаляться. Немцы осыпали беспомощный крейсер снарядами до тех пор, пока он в 18 ч 30 мин не скрылся за горизонтом. К этому времени почти совсем стемнело. Яркая вспышка, озарившая ночное небо в 22 ч 00 мин в направлении, куда ушел подбитый корабль, была вызвана, очевидно, его взрывом. Подробности последних часов несчастного крейсера неизвестны, так как с «Сиднея» не удалось спастись ни одному человеку.