В 10 часов 30 минут с «Нептуна» пришли уточненные разведданные — группа противника включала три надводные цели, одну крупную, а две другие поменьше. Со скоростью 900 км/ч, на высоте 40—50 м. с выключенными бортовыми РЛС «Агава», аргентинские самолеты вышли на цель. Когда до британских кораблей оставалось 46 км, ведущий «Супер Этандар» увеличил высоту до 150 метров. Капитан-лейтенант А. Бедакаррац кратковременно включил бортовую РЛС для уточнения координат цели, но ничего не обнаружил. Снизившись, аргентинцы продолжили полет, но через несколько минут они снова набрали высоту.
Во время второй «горки» ведущий пилот А. Бедакаррац обнаружил на экране своего радара два объекта (одна принадлежала крупному кораблю, другая справа от него была поменьше), а лейтенант А. Майора — три объекта (крупный и несколько сбоку два поменьше). Аргентинская РЛС работала всего 30 секунд, но этого хватило, чтобы станция радиотехнической разведки эсминца «Глазго» обнаружила излучение бортовых РЛС самолетов противника.
Аргентинцы, даже находясь на боевом курсе, продолжали проявлять выдержку и все еще медлили с атакой. В 11 часов 4 минуты «Супер Этандары» попали в плотный дождевой фронт и потеряли визуальный контакт. Поэтому ведомый увидел старт ракеты ведущего только через несколько секунд, когда самолеты уже преодолели дождевой фронт. Впервые нарушив режим радиомолчания, лейтенант Майора спросил у старшего группы «был запуск?», и, получив ответ «да», произвел пуск своей ракеты. Убедившись, что ракеты ушли нормально, пилоты совершили резкий правый разворот и, снизившись до 30 метров, вышли из района боя, взяв курс в сторону континента.
Стартовые двигатели ракет разогнали «Экзосеты» за 24 секунды до 310 м/с, после чего включились маршевые двигатели. За 30 км до цели ракеты постепенно снизились до 15 м., а на окончательном участке полета — до 5 м. над поверхностью моря. Когда до кораблей оставалось 12—15 км, активные радиолокационные головки самонаведения обеих ракет захватили цель, теперь ракеты намертво вцепились в намеченную жертву и, снизившись до 2—3 м., с огромной скоростью понеслись к кораблям. Первая ракета была обнаружена эсминцем «Глазго». За 40 секунд, остававшихся до подлета ракеты к кораблю, расчеты ПВО успели поставить пассивные помехи из завесы дипольных отражателей. Англичанам удалось обмануть аргентинскую ракету, ее система самонаведения захватила ложную цель, облако дипольных отражателей и «Экзосет» отвернула от корабля.
Вторая ракета нацелилась на эсминец «Шеффилд» и почти весь путь прошла незамеченной. Первыми ее приближение увидели два лейтенанта, находившиеся в это время на крыле мостика, их взору предстал летящий на большой скорости почти над самой поверхностью моря огненный шар. Шести секунд с момента обнаружения до попадания ракеты в корабль хватило только, чтобы кто-то на ГКП закричал: «ракетный удар по кораблю!», после чего «Шеффилд» сильно тряхнуло. ПКР «Экзосет» поразила цель. Командир эсминца капитан 1 ранга Д. Солт позже вспоминал, сила удара была такова, что ему показалось, будто корабль полностью разрушен, и среди членов экипажа остался в живых только он. В эти решающие минуты ошеломленному командиру не удалось наладить четкую работу расчета ГКП. Долгое время на ходовой мостик с боевых постов не поступали доклады о состоянии помещений и отсеков корабля. На начальном этапе катастрофы никто даже не пытался оценить характер и границы разрушений. Контроль за состоянием эскадренного миноносца со стороны командования корабля был утрачен.
Ракета врезалась в правый борт корабля под очень острым кормовым курсовым углом. Легко вспоров тонкий стальной корпус в районе мидель-шпангоута, примерно в 1,8 м. над ватерлинией, ракета проникла внутрь корабля. Во внешней обшивке образовалась большая рваная пробоина, размером 4,5 на 1,2 м. Пробив борт, ракета разрушила камбуз, где коки готовили ужин, прошла через пост управления энергетической установкой и помещение боевого информационного центра. Далее она уничтожила пост живучести и остановилась, израсходовав пробивную силу; вероятно, она не взорвалась. Основная сила удара была направлена вправо и вверх, в сторону носового машинного отделения. На корабле погас свет, были обесточены электросети, вышла из строя система внутрикорабельной связи. Немедленно возникли сильные пожары во всех отсеках, через которые прошла ракета — воспламенились остатки ракетного топлива, загорелось топливо и масло, пролившееся из разрушенных цистерн, горели пищевые масла на камбузе.
Пожар из-за большого количества горючих декоративных материалов, пенных наполнителей тепловой изоляции корабельных конструкций, синтетических тканей и красок стал быстро распространяться. Горение топлива и пластмассы сопровождалось обильным выделением высокотоксичных газов, что сильно затрудняло действия тех, кто пытался бороться с пожаром. За 1—2 минуты из-за густого ядовитого дыма в отсеках была потерянна видимость, и нахождение в них без средств защиты органов дыхания стало невозможным. Вскоре выяснилось, что изолирующих дыхательных аппаратов и запаса дополнительных регенеративных патронов к ним хватит ненадолго.
Теплоотражательные костюмы не выдерживали высоких температур, пропускали жар внутрь, в результате чего плавилась и прилипала к телу одежда, изготовленная из синтетических тканей. Медленно остывающая расплавленная ткань вызывала сильные ожоги у бойцов, пытавшихся бороться с огнем. Пожар вышел из-под контроля. Проведенный позже опрос экипажа эсминца показал, что непроницаемые переборки отсеков очень быстро нагревались до высоких температур, а палубы в районе очага пожара раскалялись до малинового и даже желтого цвета. Температура в эпицентре пожара достигла 950—1100 °С. В цистернах, под воздействием высоких температур, взрывались пары топлива, а огонь по электрическим кабельным трассам распространялся из одного помещения в другое, как по «бикфордову шнуру». Конструкции надстроек, выполненные из алюминиево-магниевых сплавов, вспыхивали и горели подобно «бенгальским огням», разбрызгивая в разные стороны снопы расплавленного металла.
Растерянность, охватившая экипаж, а затем лихорадочная, подчас бесцельная, деятельность приводила только к усталости и чувству апатии у моряков. Отсутствие электроэнергии не позволило применить для борьбы с огнем стационарные средства пожаротушения, а переносные средства в сложившихся условиях оказались малоэффективны и быстро были израсходованы. Нехватка индивидуальных защитных средств привела к невозможности привлечь необходимое количество людей для борьбы за живучесть. Кроме этого, бушевавший в средней части корабля пожар как бы надвое разрезал «Шеффилд», разделив личный состав кормовых и носовых отсеков. Офицерский состав эсминца в такой ситуации не сумел организовать какие-либо эффективные действия по борьбе за живучесть. Матросы, предоставленные самим себе, пытались бороться с огнем ведрами, черпая ими воду из-за борта.
Попытки командира корабля в течение трех часов после удара выяснить обстановку ни к чему не привели. К этому времени к аварийному кораблю спешила помощь: фрегаты «Эрроу», «Ярмут» и вспомогательное судно «Форт Остин». Первым к эсминцу подошли фрегаты, зайдя с бортов «Шеффилда», «Эрроу» и «Ярмут» попытались максимально сблизиться с ним и струями воды из своих пожарных стволов сбить пламя с охваченной огнем надстройки эсминца. Однако сделать это не удалось, высокая температура раскалившегося корпуса «Шеффилда» не позволила фрегатам близко к нему подойти, а вода испарялась, не достигнув поверхности корабля. С «Эрроу» спустили баркас с переносной мотопомпой и аварийной группой, бойцы которой были одеты в термостойкие костюмы. Баркас подошел так близко к кораблю, как это было возможно, и с него подали через пробоину во внутренние помещения первую водяную струю. Очевидно, вода, использовавшаяся для тушения пожара, с корабля не удалялась, и это привело к снижению его остойчивости. Состояние корабля никто не контролировал, пост живучести с оборудованием и документами, позволявший проводить такой контроль, был уничтожен.
Прибытие помощи не изменило ситуацию в лучшую сторону. Прошло еще два часа безуспешной борьбы с огнем, и пожар окончательно стал неуправляемым. В сложившейся обстановке, исчерпав все возможности бороться за живучесть силами личного состава, командир приказал экипажу покинуть корабль. В это время командиру «Эрроу» все же удалось подойти вплотную к эсминцу и принять на борт часть команды «Шеффилда», которая была не занята борьбой за живучесть своего корабля. Когда же возникла реальная угроза перекидывания пожара с эсминца на фрегат, «Эрроу» отошел на безопасное расстояние.
Эвакуацию продолжили с помощью вертолета, который снимал с палубы «Шеффилда» людей и доставлял их на «Эрроу» и «Форт Остин». Было установлено, что на корабле погибло 20 человек, а ранено 28 моряков, в дальнейшем раненые с «Эрроу» и «Форт Остина» переправили вертолетами на «Гермес», где в корабельном лазарете им была оказана квалифицированная медицинская помощь.