“轟”當距離縮短至5000米，朝陽號率先發起攻擊，一枚炮彈落在距離riachuelo號約70米的海中，激起一陣浪花。
雙方艦隊距離越來越近，密集的火炮朝向南、北兩個不同的方向噴射著火力。
漢國海軍朝陽號、黎明號裝備的305毫米主炮，對比巴西海軍riachuelo號和achuelo234毫米主炮，具有射程和威力上的優勢。
交戰15分鐘，riachuelo號甲板位置被一枚305毫米炮彈擊中，死傷水兵20多人。
交戰30分鐘，巴西共和國海軍2艘排水量150噸級魚雷艇被擊沉，一艘排水量1500噸級輕型巡洋艦被重傷，失去戰斗力。
巴西共和國海軍司令費雷拉命令艦隊調轉方向，試圖結束與漢國海軍艦隊的糾纏，奪路而逃，得到旗艦指示的巴西海軍各艦隊，嘗試做出360c大轉向，可惜卻被從側翼包抄趕上的漢軍快速艦隊抓住機會，趁著調轉航線、隊形混亂的機會，一舉擊沉三艘炮艦。
下午五時，雙方艦隊交戰接近一個小時，遼闊的海域上，彌漫著炮火、硝煙以及燃燒著熊熊大火，失去動力，漂浮在海面上的各式艦船。
驟然遇伏、面對早有準備、且具有噸位、火力優勢的漢國海軍大西洋艦隊，巴西共和國海軍艦隊在開戰前1小時，因為混亂、來不及有效布置應對戰術、對交戰海域水文情況了解不足等因素影響，當然，最主要是因為艦船數量、噸位、火力方面存在的差距，完全屬于被動挨打階段，在付出近10艘中小型戰船或傷或沉的代價后，剩余戰船在費雷拉老到的指揮下，逐步度過混亂，重新組成戰陣，邊還擊邊向外圍海域撤退。
下午5點12分，遭受漢國大西洋艦隊多艘鐵甲艦重點照顧的riachuelo號再次被擊中，一枚305毫米主炮炮彈落在甲板上，一枚魚雷落在吃水線以下位置，大量的海水順著魚雷沖擊形成的缺口，涌入船艙，艦船速度越來越慢，船身緩緩向右傾斜，正在忙著撲滅甲板上炮彈爆炸燃起大火的水兵們，發覺到船艙爆炸和進水，尚未來得及做出反應，又被兩枚150毫米炮彈擊中，甲板上頓時狼藉一片。
“元帥，riachuelo號失去戰斗力，arvada號被敵軍艦隊圍堵，無法與旗艦匯合。”
“不要與敵軍糾纏，各艦船分散撤離。”
望著夕陽下，漸漸與旗艦拉開距離的riachuelo號和arvada號，費雷拉痛苦得下達撤退的命令。
傍晚6時47分，夕陽即將落下海面，隨著最后3艘因為艦船老舊，航行速度慢的炮艦掛出白旗投降，這場發生在吳中市（蒙得維的亞市）東南部海域的海戰漸漸落下帷幕。
包括三艘主力戰艦在內，巴西共和國海軍方面，總計30余艘艦船，最后成功逃離戰場、返回本土港口的船只數量為13艘，剩余21艘艦船，riachuelo號鐵甲艦重傷沉沒，arvada號受傷被俘，剩下19艘艦船，7艘被漢軍擊沉，兩艘重傷失去維修價值，也在海戰結束后，被補彈沉入海底，另外10艘則被俘虜后，拖回漢國松江府軍港做全面修理。
至于漢國大西洋艦隊方面，朝陽號遭受4枚234毫米主炮炮彈攻擊，桅桿被毀，甲板被擊中，兩門克虜伯150后膛副炮被摧毀，全艦官兵傷亡約70人，艦船需要返回軍港進行一次基本維修。
除去朝陽號受創，漢軍同樣付出了一艘3200噸級勝利級巡洋艦輕創、一艘永興級輕型巡洋艦沉沒、兩艘永興級輕型巡洋艦輕創、兩艘760噸級海獅級炮艦中創、4艘120噸級海鯊級魚雷艦沉沒的代價。
吳中海戰結束，巴西共和國海軍主力艦隊損失過半，在南美洲東部海域，巴西共和國也失去了海上對抗漢國、巴西帝國的能力。
當海上交戰的硝煙漸漸散去，漢國海軍大西洋艦隊帶著俘虜的軍艦返回時，由巴西帝國海軍司令德烏伯爵親自帶領的艦隊才姍姍來遲，原來，為了防止從北部南下，消息走漏，巴西帝國海軍特地趕著巴西共和國海軍出港前一天的時間出發，可惜卻因為巴西共和國海軍出港時間提前5小時，以及途中兩艘鐵甲艦鍋爐發生故障等因素，導致錯過了這場精心謀劃的海戰。
巴西帝國海軍艦隊繼承自佩德羅帝制時代，因為實際控制國土面積、人口、資源等方面的劣勢，國家主要資金、人力、物力傾斜在了陸軍方面，從1879年帝國分裂至今，巴西帝國海軍只新服役了兩艘排水量1350噸級的永興級巡洋艦和五艘760噸級海獅級炮艦，這還是因為漢國看在雙方合作的情分上，低價賣出去的，除了這七艘艦船，巴西帝國海軍再也沒有接收過排水量500噸級以上的新艦，也是因為海軍實力不足，巴西帝國才會請求與漢國海軍協同作戰，一方面，削弱巴西共和國海軍實力，另一方，也打著利用交戰的時機，給艦船上傾向于保皇黨的巴西共和國海軍軍官創造機會，幫助他們獲得艦船的指揮權，然后挾持軍艦投靠過來。
可惜，看似完美的謀劃，卻因為本方艦隊艦船性能老舊、故障頻發的原因，被破壞了。</p>