Атака была назначена на утро. В это время суток в Гельголандской бухте был отлив, что означало невозможность выхода в море тяжелых кораблей немцев в течение утра, находившихся в устьях Эльбы и Яды. День был тихий, дул очень слабый северо-западный ветер и стояла порядочная мгла. Видимость не превышала 4 миль, а временами становилась меньше. Из-за этого бой принял форму отдельных столкновении и артиллерийских дуэлей, не связанных между собой. Утром 28 августа 9 новых германских эсминцев 1-й флотилии (30-32 узла, два 88-мм орудия) несли дозор в 35 милях от плавучего маяка Эльба. Их поддерживали 3 легких крейсера - "Хела", "Штетин" и "Фрауен-лоб". В Гельголандской бухте находилась 5-я флотилия, из 10 таких же эсминцев и 8 подводных лодок, из которых только 2 были в полной готовности. В устье реки Везер стоял старый легкий крейсер "Ариадне", а в устье реки Эмс - легкий крейсер "Майнц". Таков был расклад сил.

В 7 утра легкие крейсера "Аретьюза" и "Фирлес" в сопровождении двух флотилий эсминцев напали на германские патрульные корабли и вступили с ними в ожесточенную перестрелку. Последние немедленно повернули и начали отходить. Контр-адмирал Маас, командовавший легкими силами в Гельголандской бухте, приказал "Штети-ну", "Фрауенлобу", эсминцам и подводным лодкам идти к ним на помощь. На береговых батареях Гельголанда и Вангероога, услышав грохот стрельбы, вызвали людей к орудиям. "Зейдлиц", "Мольтке", "Фон дер Танн" и "Блюхер" начали разводить пары, готовясь выйти в море, как только позволит прилив.

Тем временем английские корабли продолжали гоняться за германскими эсминцами, стреляя по ним с дальних дистанций на параллельных курсах. Вскоре "V-1" и "S-13" были подбиты и начали быстро терять ход. Еще немного, и англичане прикончили бы их окончательно, но в 7.58 в бой вступил "Штетин". Его появление спасло 5-ю флотилию эсминцев, успевших отойти под прикрытие береговых батарей Гельголанда. Британские корабли подошли совсем близко к Гельголанду. Здесь им попались несколько старых миноносцев из 3-го дивизиона траления. Англичане своим огнем нанесли серьезные повреждения "D-8" и "Т-33", но немцев вновь спасло вмешательство их легких крейсеров. "Фрауенлоб" вступил в бой с "Аретьюзой", открыв по ней огонь с дистанции 30 каб. (ок. 5,5 км). "Аретьюза" была, несомненно, сильным кораблем, совершенно новым и вооруженным гораздо более мощной артиллерией, но ее только накануне укомплектовали личным составом, и это ставило ее в известной степени в невыгодное положение. "Аретьюза" получила не менее 25 попаданий и вскоре на ней из всех орудий действовала только одна 152-мм пушка. Однако "Фрауенлоб" был вынужден прервать бой, поскольку получил одно очень тяжелое попадание - прямо в боевую рубку.

В это время легкий крейсер "Фирлес" и эсминцы 1-й флотилии набросились на "V-187", шедший к Гельголанду. Обнаружив, что путь к острову отрезан, немецкий эсминец стал полным ходом уходить к устью Яды и почти оторвался от своих преследователей, когда прямо перед ним из тумана вынырнули два четырехтрубных крейсера. Он ошибочно принял их за "Страсбург" и "Штральзунд", но это оказались "Нотингем" и "Лоустофт" из эскадры Гуденафа. С дистанции 20 каб. (3,6 км) их шестидюймовки буквально разнесли "V- 187". Он пошел ко дну с развевающимся флагом, все еще продолжая стрелять. Английские корабли остановились подобрать тонущих немцев. Однако в этот момент в бой вмешался крейсер "Штетин", и британские крейсера и эсминцы исчезли в тумане и дыму, бросив две шлюпки с пленными, среди которых было много раненых.

В 11.30 германский легкий крейсер "Майнц", шедший из устья р. Эмс, вступил в бой с "Аретьюзой", "Фирлесом" и эсминцами. К месту сражения быстро подтянулись крейсера Гуденафа, что сразу сделало положение "Майнца" безнадежным. После нескольких попаданий у него заклинило руль, и он начал описывать одну циркуляцию за другой. Затем "Майнц" получил в середину левого борта попадание торпедой с одного из английских эсминцев. К 13 часам он затонул. 348 человек из его команды были подобраны и попали в плен к англичанам.

Однако к 12.30 положение англичан стало критическим. В сражение вступили сразу 6 немецких легких крейсеров: "Штральзунд", "Штетин", "Данциг", "Ариадне", "Страсбург" и "Кельн". "Аретьюза" и 3 английских эсминца получили серьезные повреждения. Еще немного - и с ними было бы покончено. Тируит срочно запросил Битти о помощи. Битти уже давно почувствовал, что в сражении в Гельголандской бухте назревает кризис. Однако командующему предстояло принять непростое решение. В условиях плохой видимости вводить тяжелые корабли в пространство между Гельголандом и германским побережьем, кишащим эсминцами и подводными лодками, было слишком рискованно. Удачный торпедный залп вынырнувшего из тумана эсминца мог бы привести к необратимым последствиям. После долгих колебаний Битти, по свидетельству Чэтфилда, наконец произнес: "Несомненно, мы должны идти".

Моряки "Аретьюзы" и подбитых эсминцев, которым казалось, что для них уже все кончено, увидели, как с северо-западного направления в мглистой дымке обрисовались серые громады надстроек линейных крейсеров Битти. Молодой лейтенант Освальд Фрюен, наблюдавший эту картину с полузатопленного эсминца, так описал ее впоследствии: "...Прямо впереди нас, в великолепной процессии, как слоны, шагающие через свору шавок, двигались "Лайон", "Куин Мэри", "Инвинсибл" и "Нью Зеланд" - наши линейные крейсера. Огромные, мрачные и неповоротливые, как некие доисторические монстры, они выглядели абсолютно несокрушимыми!"

Первым на пути линейных крейсеров в 12.30 попался "Кельн". Он немедленно повернул и начал уходить полным ходом, надеясь укрыться в тумане. "Лайон" дал ему вслед два залпа и попал дважды, превратив "Кельн" буквально в груду маталлолома. Через несколько минут такая же судьба постигла престарелую "Ариадне", увлеченную перестрелкой с английскими эсминцами. "Лайон", шедший во главе колонны, с ходу влепил в нее два залпа. Итог был плачевный: "Ариадне", охваченная жестоким пожаром, совершенно беспомощная, начала медленно дрейфовать в юго-восточном направлении. Она продержалась на плаву до 15.25, затем тихо ушла под воду.