Как и в случае с «Алькантарой», немцы во время боя временами ставили дымовую завесу. Кэлер маневрировал, постепенно уклоняясь на правый борт, поэтому во время сражения противники двигались по окружности, находясь друг от друга на расстоянии 8—10 километров. Залпы с рейдера следовали регулярно, минимальное время между ними составляло 6 секунд, и уже четвертый накрыл английский крейсер. Затем в 7.30 в дело вступили торпедисты, но их залп с дистанции 109 гектометров оказался неудачным — оба «угря» прошли мимо.
За час боя высокобортный «Кэрнарвон Кэсл», представлявший прекрасную цель для хорошо тренированных немецких артиллеристов получил не менее восьми 150-мм снарядов, вызвавших несколько пожаров. В 8.03 британский вспомогательный крейсер, шедший уже на восток параллельным курсом с рейдером внезапно повернул на север, и, не сбавляя скорости, начал уходить. Через пару минут англичане сбросили три плавучих дымовых буя, чтобы прикрыть бегство. «Тор» продолжал вести стрельбу вослед противнику до 8.09, после чего полным ходом направился на юг. Через шесть минут английский корабль растворился в тумане…
За время сражения HSK-4 не получил никаких повреждений, за исключением того, что у орудий из-за непрерывной стрельбы — некоторые произвели по 115 выстрелов, — начало заклинивать механизмы отката (стал вытекать глицерин из цилиндров). Ну и пришлось сильно попотеть машинной команде: температура в отделении поднялась до 60 °C. Всего за бой, длившийся 67 минут, немцы выпустили 593 снаряда главного калибра. Большой расход 150-мм боеприпасов начал становится проблемой, так как в погребах осталось не более 30 % боезапаса.
Кэлер по окончании боя сделал следующую запись в журнале:
«Поведение всей команды снова было образцовым. Показанное в первом бою беспокойство, на сей раз, не наблюдалось ни у одного члена экипажа».
РВМ поздравило Кэлера с победой, слегка намекнув, что вступать в бой два раза — это уже перебор.
«Кэрнарвон Кэсл» же добрался в Монтевидео через два дня с креном в 10° на левый борт. Бывший лайнер получил 27 попаданий, в том числе в дымовую трубу, прогулочную палубу, мостик и борт, при этом была уничтожены приборы управления стрельбой и затоплен артиллерийский погреб. Погибло шесть человек, 32 получили ранения (встречается и другая информация, согласно которой погибло четыре, а получило ранения 28). Интересный момент — при проведении временного ремонта в Монтевидео, для заделки пробоин в борту, англичане использовали броневые плиты с затопленного в местных водах немецкого «карманного линкора» «Адмирал граф Шпее». Харди доложил, что также добился нескольких попаданий в противника. На безуспешные поиски «Тора» оправились тяжелый крейсер «Камберлэнд» и легкие «Энтерпрайз» и «Ньюкасл».
После столь удачно закончившегося боевого столкновения рейдер более двух недель провел в одиночестве. Затем в самом конце года началась череда встреч с германскими кораблями, облюбовавшими этот район Южной Атлантики. 21 декабря в точке «F» (27° ю.ш./12° з.д.) района «Андалузия» обнаружился танкер «Ойрофельд», с которого на следующий день приняли 546 т топлива. Вечером последующих суток Кэлер получил поздравления из Берлина в связи с награждением его Рыцарским крестом — Рождество для капитана-цур-зее удалось! В первый день рождественских праздников в точку пришел «карманный линкор» «Адмирал Шеер», которым командовал старый друг Кэлера капитан-цур-зее Теодор Кранке. Торжественную встречу трех кораблей Кригсмарине посреди океана запечатлели на кино- и фотопленку.
Встретившись, командиры кораблей обсудили дальнейшие планы. Кэлер отверг предложение Кранке о совместных действиях, и они поделили районы действия, назначив «карманному линкору» зону к северу от 30° ю.ш., а «Тору» — к югу. 27 декабря праздники продолжились — в точку встречи подошел танкер «Нордмарк», тащивший на буксире приз «Шеера» — британское рефрижераторное судно «Дюкеза». На борту захваченного судна находилось 15 миллионов яиц и 3500 т мяса — чем не отличный подарок командам кораблей к Новому году! Через два дня немецкие корабли разошлись, чтобы вновь встретиться 30 декабря в точке с координатами 25°56′ ю.ш. и 13°56′ з.д. Следующий день, последний в уходящем 1940-м году, оказался на диво хорош — по водной глади шла лишь небольшая рябь, видимость была превосходной, и редкие красивые облака плыли высоко в небе. Единственной связью с остальным миром являлись радиосигналы, принесшие поздравление от РВМ, и паривший над крейсером одинокий альбатрос.
После празднования Нового года «Тор» продолжал в течении недели находиться в этом районе. Все это время немецкие корабли то сходились, то расходились. Наконец, в 19.30 7 января он первым покинул гостеприимную «Андалузию», направившись на юго-восток. За время рандеву с «Дюкезы» перегрузили 7 т мяса и 62 тысячи яиц, с «Нордмарка» получили почту, некоторые припасы и материалы, а на «Адмирала Шеера» передали почту и копию КТВ.
В плане борьбы с судоходством январь оказался таким же неудачным, как и декабрь. Рейдер бороздил Южную Атлантику вхолостую, команда изнывала от скуки, которую разбавляли только различного рода учения. В последней декаде месяца «Тор» вернулся в «Андалузию», где 24 января в очередной раз пополнил запасы топлива — с «Ойрофельда» закачали 1358 т. На следующий день состоялась встреча с «Адмиралом Шеером», «Нордмарком» и «Дюкезой». Кэлеру пришлось оставить на танкере лейтенанта-цур-зее резерва Бернхарда Мэкманна, четырех унтер-офицеров и девять матросов. Им предстояло стать призовыми командами на норвежских китобойных судах, захваченных рейдером «Пингвин» в антарктических водах и направлявшихся в Европу. Тогда же рейдер покинули последние пленные, перешедшие на приз «Адмирала Шеера» норвежский танкер «Саннефьорд». Вечером «Тор» окончательно распрощался с «карманным линкором» и ушел на север.
26 января на рейдере сменили маскировку, превратив его в югославское судно «Брач». С момента потопления «Нэйши» прошло уже почти три месяца, что совсем не радовало капитана-цур-зее и его экипаж. Механикам в очередной раз пришлось почистить котлы. 1 февраля «Тор» пересек экватор, направляясь в отведенную ему операционную зону, располагавшуюся между 10 и 30 градусами северной широты. Через четыре дня в точке «Кребс» (2° с.ш./35° з.д.) встретились со старым знакомцем «Ойрофельдом», с которого получили 307 т нефти. Новое рандеву с танкером состоялось 15 февраля уже гораздо севернее. С него в последний раз закачали еще 304 т топлива. Теперь капитан-цур-зее имел топливо до окончания плавания, но по-прежнему оставалась проблема боезапаса. Утром следующего дня состоялась долгожданная встреча с судном снабжения «Альстеруфер», доставившим почту, тысячу 150-мм снарядов, 5 торпед, два запасных двигателя для «Арадо» и всевозможные припасы. Кроме этого на его борту находился громадный ящик с новым гидросамолетом, однако Кэлер отказался от этого «гостинца», так как ни на «Торе», ни на «Альстеруфере» просто не хватало места для его распаковки и сборки машины. На снабженце прибыло и пополнение — лейтенант-цур-зее резерва Рудольф Гервин, два унтера и 14 матросов. Вскоре «Ойрофельд» ушел в Европу, достигнув берегов Франции 1 марта. «Альстеруфер» оставался с «Тором» до 28 февраля, так как из-за плохой погоды перегрузку припасов и провианта приходилось временами прерывать. В это же время вновь ремонтировали котлы.