11月8日，小威廉·弗雷德里克·哈尔西亲自飞抵瓜岛，作短暂视察，以鼓舞士气，在岛上进行的记者招待会上，他发表了著名的打赢战争的方案：“Hit hard！Hit fast！Hit often！（狠狠攻击！快速攻击！不停的攻击！）”，这一方案立即就成为报纸的头条新闻。当哈尔西刚回到努美阿的司令部，就得到了珍珠港海军特别情报小组的报告，他们成功破译了日军新密码，掌握了日军的作战计划：11月11日空袭瓜岛机场，12日晚水面舰艇炮击瓜岛机场，13日出动航母编队，掩护大批地面部队在瓜岛登陆。结合空中侦察和其他途径的侦察，也发现日军在特鲁克岛、拉包尔和肖特兰群岛地区调动频繁，看来一场大战是迫在眉睫了。

范德格里夫特知道了日军的计划，为了阻止日军可能的登陆，指挥部队继续推进，11月10日在猛烈炮火支援下，对日军的滩头阵地发起钳形攻势，经过激战后，除小部日军逃入丛林外，大部被歼，美军夺取了对其具有较大威胁的利科滩头阵地，并将日军在滩头囤积的物资尽数摧毁。

美军也为了迎击日军的攻势，全力向瓜岛运送部队、装备和物资，哈尔西也组织了一支运输船队，运送约6000人的陆军和海军陆战队部队和重装备，这支船队分为两部分，A编队由诺曼·斯科特少将指挥，编有3艘登陆运输舰，由1艘巡洋舰和4艘驱逐舰护航，11月9日从圣埃斯皮里图岛出发，计划于11日到达瓜岛；B编队由丹尼斯·卡拉汉少将指挥，编有4艘运输舰，由4艘巡洋舰和8艘驱逐舰护航，11月8日从努美阿起航，计划于12日到达瓜岛。当哈尔西知道日军联合舰队大举出动，尽管“企业”号航母和“南达科他”号战列舰都还没有修好，哈尔西还是命令带伤出战，托马斯·卡森·金凯德指挥第16特混编队，小威利斯·奥古斯塔斯·李率领第64特混编队全部开往瓜岛，并命令驻圣埃斯皮里图岛的岸基航空兵和在所罗门群岛活动的24艘潜艇，积极支援水面舰艇的行动。 　美军斯科特率领的A编队因为在航行途中被日军水上飞机发现，所以在11日到达瓜岛的隆格角后，就遭到了日机的空袭，日军飞行员的素质比开战初期下降很多，投下的炸弹没有一枚命中，只有一艘运输舰被近失弹炸伤，舱里有些进水，把所运载的部队和物资全部卸下后，就由一艘驱逐舰护卫，向圣埃斯皮里图岛返航，其余舰只则逗留在瓜岛海域。12日三时许，B编队到达隆格角，随即开始卸载，A、B两编队的护航舰只共同在附近海域警戒掩护。上午美军在布干维尔岛上的海岸监视哨报告有大批日机飞来，增援编队总指挥特纳少将命令暂停卸载，所有船只编成防空队形出海迎战。十二时许，日机临空，在美军的抗击下所投的鱼雷、炸弹无一命中，只有一架日机被击伤后故意撞击了“旧金山”号巡洋舰，撞坏了火控雷达，并造成了约五十人的伤亡。日机返航后，美舰又返回锚地，继续卸载。

为了更准确掌握敌情，美军于12日派出多架飞机进行侦察，九时许一架侦察机报告在瓜岛以北335海里发现日军2艘战列舰、1艘巡洋舰和6艘驱逐舰。后来又有侦察机报告在瓜岛以西发现5艘驱逐舰。十五时许，侦察机报告在瓜岛以西265海里有日军航母、驱逐舰各2艘。特纳根据这些报告，认为这还不是日军的全部舰只，因为还没发现日军增援编队，但是单凭这些兵力就足以对美军构成严重威胁，特纳判断日军这些军舰的目的是攻击美军的运输舰和炮击机场，下午，运输船所携带的物资90%都已卸下，运输船只随时都可撤离，但特纳考虑到这些卸下的物资还来不及运走，都堆积在滩头，如果日舰队到来那会是很好的目标，而且机场也极有可能遭到炮击，就决定运输船返航，护航军舰则留下来迎战。

12日晚饭后，特纳率领4艘运输舰和2艘登陆运输舰在3艘驱逐舰和2艘扫雷舰护卫下，离开瓜岛向圣埃斯皮里图岛返航。斯科特和卡拉汉则指挥所有的护航军舰将特纳的运输舰护送到瓜岛以南的安全海域，然后返回铁底湾。由于留下的13艘军舰中主要是卡拉汉指挥的B编队的护航舰只，所以特纳指定由卡拉汉负责统一指挥，卡拉汉既来不及进行侦察，也来不及拟定作战计划，他只知道日军在数量上和火力上都占有优势，这必定是一场苦战。他仿效斯科特在埃斯佩兰斯角海战中采取的队形，以单纵列鱼贯而行，4艘驱逐舰为前卫，5艘巡洋舰居中，4艘驱逐舰殿后，沿瓜岛北海岸西行。美军最大的缺陷是卡拉汉的旗舰“旧金山”号和斯科特的旗舰“亚特兰大”号都没装备新型大功率雷达，使得他们只得借助装备新型雷达的友舰来获得情报，这给指挥上带来了很大的制约，也为即将开始的作战埋下了失败的伏笔。

阿部的战舰部队在狭口海峡以北70英里（110千米）集结，并在11月12日驶向瓜达尔卡纳尔岛，预计舰队到达时间为11月13日清晨。慢速的运输船队及12艘护航驱逐舰，在三川军一的指挥下，开始从肖特兰兹驶向“海槽”（新乔治亚海峡），预计到达瓜达尔卡纳尔岛的时间为11月13日晚上。除了2艘战舰（比叡号、雾岛号）外，阿部的舰队包括轻巡洋舰长良号和11艘驱逐舰（五月雨、村雨号、朝云号、照月号、天津风号、雪风号、雷号、电号、晓号、春雨号和夕立号）。另外3艘驱逐舰（时雨号、白露号和夕暮号）将在阿部的舰队驶入瓜达尔卡纳尔岛以北海岸的“铁底湾”时在拉塞尔群岛提供侧翼掩护。美国的侦察机发现了航行中的日本舰队，并向盟军司令部发出警告。由于获得警告，特纳因此调动所有可用的作战舰艇，以保护岸上的部队免受预期中的日本海军攻击及部队登陆，并下令在瓜达尔卡纳尔岛的补给舰在11月12日傍晚撤离。由于卡拉汉曾担任比更有经验的斯科特数天的上司，因此被安排任总指挥。卡拉汉的舰队准备在当晚于铁底湾迎击日军。他的舰队包括2艘重巡洋舰（旧金山号和波特兰号）、3艘轻巡洋舰（海伦娜号、朱诺号和亚特兰大号）和8艘驱逐舰：库欣号、拉菲号、施特雷特号、奥班农号、亚伦号、巴顿号、蒙森号和弗莱彻号。卡拉汉海军上将在“旧金山号”上坐镇指挥。

在前往瓜达尔卡纳尔岛途中，日军通过1个庞大而有激烈的雨水的暴风，再加上复杂的军事组织及阿部的一些付令人误会的命令，舰队被分成几个不同的纵队。美国舰队在铁底湾以单行列部署，驱逐舰被部署在前头和后方，而巡洋舰在中间。5艘舰艇拥有新及优异的雷达，但卡拉汉没有把他们部署在前列，也没有选择其中1艘为他的旗舰。卡拉汉没有向他的舰长发出战斗计划。

12日二十三时三十分，装备新型雷达的“海伦娜”号巡洋舰发现了远在14海里外的日军舰队，但卡拉汉没有利用这一先敌发现的机会先敌攻击，而是指挥美舰进行了两次右转，企图像在埃斯佩兰斯角海战那样，占据T字横头阵位。就在美舰机动过程中，最前面的“库欣”号驱逐舰突然发现日军舰队就在3000米外，一面报告，一面立即转舵以抢占发射鱼雷的有利位置，这样一来，后面的3艘驱逐舰为了避免碰撞，只好跟着急转，居中的巡洋舰则迅速左转以避开急转的驱逐舰，美军舰艇之间的距离迅速缩小，队形也紊乱起来。

就在这时，日军也发现了美舰，因为没有料到会在夜间遭遇美舰，一时倒也把日军给弄了个措手不及，阿部立即下令将原准备射击机场的高爆弹和燃烧弹换成攻击军舰的穿甲弹，日军的运弹手动作极快，在短短十分钟里，完成了换弹工作，作好了攻击美舰的准备。

卡拉汉因为旗舰雷达性能欠佳，要依靠装备新型雷达的友舰来报告敌情，这样听取报告和向各舰下达命令都使用同一部报话机，干扰很大，“库欣”号请求允许其实施鱼雷攻击，当“库欣”号收到同意攻击的答复时，已经找不到准备攻击的目标了。

二十三时五十分，美军编队与日军编队混杂在一起，日舰“比睿”号打开了探照灯，正照在美军巡洋舰队列的第一艘“亚特兰大”号上，在“亚特兰大”号上的斯科特一见知道不妙，不等卡拉汉的命令就马上下令：“开火！反照射！”，说时迟那时快，日军的第一批炮弹已经准确地击中了“亚特兰大”号的舰桥，正在舰桥上指挥作战的斯科特和他的参谋人员，除一人外，全部丧生。随着“亚特兰大”号的开火，其余美舰也开始射击，一时间，炮声四起，双方你来我往，炮弹纷飞，鱼雷翻腾，火光硝烟弥漫，队形全被打乱，卡拉汉见左右都有敌舰，就下令：“奇数舰向右射击，偶数舰向左射击。”这个命令看上去既对付了左面之敌，又打击了右面之敌，实际上有的美舰在指定射击的一侧找不到目标，却遭到另一侧日舰的猛烈攻击，顿时陷入混乱。日军驱逐舰乘此时机，发动鱼雷攻击，已经受伤的“亚特兰大”连中两条鱼雷，很快沉没。“库欣”号上前救助，却被“比睿”号发现，随即就遭到了猛烈射击，“库欣”号连射六条鱼雷因日舰行动迅速无一命中，自己却被日舰重炮击中弹药舱，引起爆炸而沉没。“库欣”号后面的“拉菲”号驱逐舰几乎与“比睿”号相撞，“拉菲”号立即发射鱼雷，但因距离太近，保险装置还来不及打开，鱼雷击中了“比睿”号却没爆炸，“拉菲”号随即以20毫米机关炮扫射“比睿”号，“比睿”号还以颜色，用356毫米主炮猛轰，“拉菲”号连中两弹，上层建筑几乎被炸飞，后来又被两条鱼雷击中而沉没。美军第三艘驱逐舰“斯特雷特”号遵循卡拉汉的命令向右面射击，和“比睿”号展开炮战，连连中弹，舵机、雷达均被打坏，仍坚持战斗，冲到距“比睿”号2000米处发射四条鱼雷，可惜无一命中。第四艘驱逐舰“奥邦农”号正向1200米外的“比睿”号猛烈开炮，接到卡拉汉不要射击友舰的指示，还以为是在误击友舰，便停止了射击，等到分辨清楚，才恢复了射击同时发射两条鱼雷，也没命中。

在混战中，卡拉汉的旗舰“旧金山”号曾向数艘军舰射击，也有多发命中，他认为其中可能有误击友舰，就下令不要射击友舰，并且要求瞄准大舰攻击，不久就遭到日军“雾岛”号战列舰的舰炮射击，被击成重伤，舵机失灵，无法控制，日军的一艘驱逐舰从其左舷擦过，就在两舰交错之际，日舰乘机以机关炮扫射其上层建筑，在舰桥指挥战斗的卡拉汉和舰长等军官全部被扫倒，无一幸免。在“旧金山”后面的“波特兰”号巡洋舰先同右侧的日舰炮战，互有损伤，后又转向北进与另一艘日舰对射，在混战中被鱼雷击中舰尾，舵机被毁，失去航行能力，在原地直打转，但仍在坚持战斗，向“比睿”号连连开炮，最后于次日被拖回图拉吉岛。“海伦娜”号轻巡洋舰装备新型雷达，对战场形势比较清楚，没有误击友舰，对日舰进行了猛烈射击，当日舰撤退时还以炮火延伸射击，进行火力追击。美军最后一艘巡洋舰“朱诺”号在战斗中被鱼雷击中锅炉舱，失去战斗力，只得退出战斗。美军殿后的四艘驱逐舰也迅速上前，投入战斗。“艾伦沃德”号向打开识别灯的日军“夕立”号驱逐舰猛烈开炮，双方展开激战，最终将“夕立”号击沉，自己也被击中数弹，受了轻伤。“巴顿”号向日舰连射四条鱼雷，自己被日军一条鱼雷击中舰体中部，几乎被炸成两半，很快下沉。“蒙森”号向右面的日舰一口气射出十条鱼雷，将日军“晓”号驱逐舰击沉，但他鲁莽地打开探照灯准备寻找其他目标，却反而暴露了自己，遭到日舰的密集射击，先后被三十七发炮弹击中，其中三发还是356毫米的重炮炮弹，燃起大火，于次日伤重沉没。“弗莱彻”号驱逐舰装备了新型雷达，能够清楚辨别目标，在战斗中先向日舰射击，当友舰也随之向该敌射击，它就向其他日舰转移火力，再为友舰指示目标，起到了引导作用。也是这场海战中美军唯一未有任何损伤的军舰。

这是一场如同陆地上白刃肉搏般的近战，历时仅二十四分钟，美军损失惨重，而日军也付出了不小的代价，驱逐舰“夕立”、“晓”号被击沉，“长良”号巡洋舰和“雷”、“雪风”、“天津风”号驱逐舰都有不同程度的损伤，旗舰比睿号战列舰在战斗中成为美军集中打击的重点目标，中弹五十余发，基本失去了战斗力，阿部对这样混乱的夜战感到心中无底，又害怕继续深入铁底湾会遭到图拉吉岛美军鱼雷艇的偷袭，于是决定放弃炮击机场的计划，由于“比睿”号伤势越来越重，只好于13日凌晨改以“雪风”号驱逐舰为旗舰，指挥余部向北撤退，山本五十六指示以“雾岛”号拖带“比睿”号返航，但阿部认为白天返航美军飞机必会蜂拥而来，“雾岛”不仅不能将“比睿”号带回，而且很可能会白白陪葬，所以他没有执行山本的命令，只留下“长良”号巡洋舰在“比睿”号旁边保护，其余舰只全速返航。果然不出所料，天亮后，美军“企业”号的舰载俯冲轰炸机、瓜岛“仙人掌”航空队的轰炸机和圣埃斯皮里图岛的B—17轰炸机一波接一波飞来，“比睿”号又连中数弹，眼看无法返航了，阿部于十六时下令将舰上的天皇照片转移到“长良”号，然后下令凿沉。——这使山本认为阿部没有资格再指挥军舰了。

美军方面，受伤较轻的“海伦娜”号带着受伤较重的“朱诺”和“旧金山”号巡洋舰在三艘驱逐舰的护卫下，向圣埃斯皮里图岛撤退。但是美军的灾难还没结束，13日十一时许，朱诺号 刚驶出英迪斯彭塞布尔海峡，就遭到了日军“伊—26”号潜艇的攻击，被击中一条鱼雷，引起了大爆炸，就像是火山喷发那样烈焰浓烟冲天而起，其他舰只害怕再遭攻击，不敢停留救助，加速南撤，“朱诺”号上七百多舰员除少数人侥幸获救外，大多数人都葬身鱼腹，其中包括依阿华州滑铁卢镇托马斯·沙利文夫妇的五个儿子，美国海军为了避免再次发生这样的惨剧，特意颁布条令，规定同一家族的直系亲属不得在同一艘军舰上服役。至此，瓜岛以北海战的第一阶段才告结束，在这场海战中，美军损失惨重，2艘巡洋舰和4艘驱逐舰被击沉，2艘巡洋舰和2艘驱逐舰击伤，包括卡拉汉和斯科特两将军在内的近千人阵亡。但是应该看到，尽管美军付出了极大的代价，却阻止了日军战列舰对瓜岛机场的炮击，并由此迫使日军的增援编队中途折返，为以后的作战创造了有利的条件。

由于12日阿部编队未能按计划炮击瓜岛机场，为保障增援编队的航行安全，山本决定组织第二次炮击机场的行动，由第8舰队司令三川军一指挥4艘重巡洋舰、2艘轻巡洋舰和6艘驱逐舰组成第二炮击编队，三川所部自11月9日起已经连续三天进行了对岸射击训练，接到命令后就于13日四时三十分从肖特兰岛出发，为避开美军的空中侦察，特地绕道希瓦泽尔岛和圣依萨贝尔岛以北，于午夜时分抵达萨沃岛海域，三川将所部12艘军舰分为两队，以第7战队司令西村祥治指挥2艘重巡洋舰、1艘轻巡洋舰和4艘驱逐舰组成炮击分队，冲进铁底湾，直扑瓜岛；三川则指挥余下的2艘重巡洋舰、1艘轻巡洋舰和2艘驱逐舰组成主力分队，在萨沃岛以西警戒，掩护炮击分队的行动。

二十三时三十分，炮击分队驶抵瓜岛的隆格角海域，重巡洋舰上的舰载水上飞机起飞，在机场上空投下照明弹，并为军舰提供目标指引和弹着校正，日舰随即开始炮击，“铃谷”号重巡洋舰发射203毫米炮弹504发，“摩耶”号重巡洋舰发射203毫米炮弹485发，两舰共发射989发，击毁美军轰炸机1架、战斗机17架，击伤战斗机32架，并将跑道炸得弹痕累累。幸亏是巡洋舰的203毫米炮弹，如果是战列舰的356毫米炮弹的话，这个机场肯定完了，因为203毫米炮弹对机场跑道的损坏远没有356毫米炮弹的严重。而且经过海军修建大队的通宵努力工作，跑道上的弹坑基本被填平，黎明前又可以起飞飞机了。日军的炮击分队在进行了三十分钟炮击后，立即撤出铁底湾，14日拂晓与主力分队在新乔治亚岛以南海域会合，再一起返回肖特兰岛。

山本获悉阿部未按计划炮击机场后，就命令已经到达科伦班加拉岛以东的田中增援编队返航，增援编队奉命于13日十一时回到了肖特兰岛。但为了能在14日夜间将部队和物资运上瓜岛，赶上即将开始的总攻，增援编队又于13日十五时三十分再次出航，在途中得知三川对瓜岛机场实施了炮击，田中认为美军不可能出动飞机前来攻击，就加速南下。直到14日五时许，在新乔治亚岛以东才被美军的侦察机发现。

美军原以为经过12日夜间惨烈的海战已经阻止了日军的攻势，但13日夜间亨德森机场再次遭到炮击，14日早晨又发现日军的增援编队，可见日军对于瓜岛是志在必得，美军高层对此极为震惊，有的甚至提出是否放弃瓜岛，最后富兰克林·罗斯福 总统拍板决定坚持到底。哈尔西也认为必须打下去，面对如此严峻的局势，他取消了原来金凯德少将的第16特混编队和李少将的第64特混编队不得越过南纬11度40分的限制，命令这两支编队迅速北上，迎击日军，同时要求瓜岛和圣埃斯皮里图岛的岸基航空兵积极予以配合支援。

从14日五时五十五分起，直到下午十五时三十分，近十小时中，美军企业号航空母舰的舰载机和瓜岛、圣埃斯皮里图岛的岸基航空兵先对返航途中的三川第二炮击编队发动了多次空袭，炸沉“衣笠”号重巡洋舰，炸伤“鸟海”号、“摩耶”号重巡洋舰和“五十铃”号轻巡洋舰，报了昨夜的一箭之仇。接着美军飞机全力收拾日军的增援编队，连续发动了八轮攻击，将日军增援编队中的11艘运输船炸沉了6艘，还有1艘因重伤而返航。在日本海军中有着“顽强者”之称的田中，指挥护航的驱逐舰一面竭尽全力抗击美军的空袭，一面迅速抢救落水的官兵，据不完全统计，仅6艘驱逐舰救起的陆军官兵就达4800余人。田中不负“顽强者”的称号，继续冒着猛烈的空袭向瓜岛前进，尽管只剩下4艘运输船。山本也来电要求他必须于当晚将部队送上瓜岛，并派近藤中将指挥1艘战列舰、4艘巡洋舰和9艘驱逐舰，第三次组织对瓜岛亨德森机场的炮击。日落后，美军还出动了3架轰炸机对增援编队进行夜袭，迫使日军中止了救援行动。天完全黑了，田中指挥编队乘着美军飞机不能组织大规模夜间空袭向瓜岛前进。

15日二时许，日军增援编队的4艘运输船终于到达瓜岛的塔萨格法隆格海滩，立即开始卸载。田中率领驱逐舰于二时三十分开始撤离，以免天亮后被美军飞机消灭。天明后，美军 “仙人掌”航空队就将这4艘毫无保护的运输船一一击沉，并用燃烧弹将刚卸到海滩上的物资——260箱弹药和1500袋大米尽数焚毁。在14日的战斗中，日军1艘巡洋舰和10艘运输船被炸沉，1艘运输船遭重创，3艘巡洋舰被炸伤。日军付出极大代价，从肖特兰岛运输1.35万人和1万吨物资，最终运到瓜岛的只有2000余人和5吨物资，日军煞费苦心的增援计划，又告失败。

尽管三川的舰队对瓜岛机场进行了炮击，但由于炮火威力不够，未能将其彻底瘫痪，导致田中的增援编队遭到了猛烈空袭，蒙受了巨大损失。山本命令正在南太平洋活动的联合舰队之前进部队抽调兵力，第三次组织对瓜岛机场的炮击。山本五十六的副手，日本第二舰队司令近藤信竹中将从各地调集了1艘战列舰（雾岛）、2艘重艘巡洋舰（爱宕、高雄）、2艘轻巡洋舰（长良、川内）和9艘驱逐舰（照月、电、五月雨、白云、初雪、浦波、敷波、绫波、朝云），14日天亮后在瓜岛以北250海里会合，14日八时，近藤亲自指挥这支舰队从预定会合点南下，准备于14日晚二十二时实施对瓜岛亨德森机场的炮击。

近藤将所部的14艘军舰分为三个分队，桥本少将指挥“川内”号轻巡洋舰和3艘驱逐舰（浦波、敷波、绫波）组成桥本分队，负责远距离警戒；木村少将指挥“长良”号轻巡洋舰和4艘驱逐舰（电、白云、初雪、五月雨）组成木村分队，负责直接掩护；近藤以“爱宕”号重巡洋舰为旗舰，亲自指挥余下的1艘战列舰、2艘重巡洋舰和2艘驱逐舰为本队，担任炮击任务。

十四时许行至圣伊萨贝尔岛以北时，收到侦察机报告，在瓜岛以南发现美军巡洋舰4艘和驱逐舰2艘组成的舰队。近藤认为美军主力舰只夜间是不敢进入瓜岛海域的，最多派巡洋舰和驱逐舰进行袭扰，所以决定如果遭遇敌舰，先将其歼灭，再执行炮击任务。十九时许，近藤舰队各分队都已进入了萨沃岛以北海域。

实际上被日军侦察机发现的美军舰队是小威利斯·奥古斯塔斯·李少将指挥的第64特混编队，兵力编成是2艘战列舰和4艘驱逐舰，原本是奉哈尔西的命令前来拦截三川的炮击编队，因为距离太远而没及时赶到，14日白天刚刚到达瓜岛以南海域，这才被日军发现。黄昏时分，李接到敌情通报，日军战列舰编队十六时已进入瓜岛以北150海里处，并继续向瓜岛驶来。李被认为是美国海军最聪明的智囊，而且是雷达专家，他认为要确保瓜岛机场，必须全力阻击来犯之敌。他深知这必是一场艰苦异常的战斗，因此制定了比较审慎的作战方案，为了避免像12日夜间那样的混战，使战列舰具有更广阔的回旋余地，计划在埃斯佩兰斯角附近比较开阔的海域展开战斗。

天黑后，李就率领他的舰队驶过铁底湾，前往埃斯佩兰斯角，当军舰通过铁底湾时，海底下大量沉没军舰的钢铁残骸强烈干扰了军舰的罗盘，磁性罗盘的指针不停地来回乱摆，瓜岛上吹来的阵阵凉风，不再是像过去那样弥漫着热带植物腐烂所引起的令人作呕的恶臭，而是散发着金银花的香味——这可是从来没有过的，所以军舰上的很多人都认为这是一种吉兆——胜利在望的预兆。美军的队形是以4艘驱逐舰为前导，2艘战列舰在后，单纵列鱼贯而行，从萨沃岛东南通过。当美舰队从萨沃岛北水道进入铁底湾时，被日军桥本分队发现，日军便从后追赶，李少将推算日军将在二十三时左右到来，就率领美舰队绕着萨沃岛巡逻，严阵以待，当从萨沃岛东南转向西面航行时，李少将的旗舰“华盛顿”号的雷达发现了日军桥本分队，李随即下令向西转舵，横在日军的航线上，作好迎战准备，桥本分队分两路发起了攻击，一路是“川内”号轻巡洋舰和“敷波”号、“浦波”号驱逐舰，从萨沃岛东面进攻，另一路是“绫波”号驱逐舰，从萨沃岛西面发动偷袭。日军还以为美军舰队不过是巡洋舰和驱逐舰组成的，“川内”号自不量力向美舰逼近，直到美军战列舰的406毫米重炮的炮弹落在日舰旁边掀起巨大的水柱，这才意识到美军根本不是巡洋舰，而是强大的战列舰，桥本一面向近藤报告，一面下令施放烟幕，带着三艘日舰急速撤退。而“绫波”号就没那么幸运了，美军通过雷达早已发现了它的行动，迅速转移火力，对它进行集中射击，“绫波”号接连中弹，引起两次爆炸后沉没。

这时，日军木村昌福编队的五艘军舰也从萨沃岛西侧驶来，这五艘日舰紧靠着萨沃岛航行，巧妙隐蔽在萨沃岛的雷达回波中，没被美军雷达及时发现，突然向美舰开火，并发射鱼雷，美军前卫的四艘驱逐舰被打了个措手不及，还来不及做出反应，“沃尔克”号和“普雷斯顿”号就被击沉，“格温”号和“本哈姆”号则受到重创，失去战斗力。在驱逐舰后面的战列舰“华盛顿”号向左转向，“南达科他”号向右转向，以避开前面失去控制的驱逐舰。这就使美军的两艘战列舰在无奈中分散开，陷入各自为战的被动局面。

原本近藤以为桥本和木村两支分队对付美军的巡洋舰和驱逐舰编队是绰绰有余的，所以自己率领本队和另外两艘驱逐舰在萨沃岛西北巡航，全力准备炮击机场而并不是投入海战。但当得到发现美军战列舰的报告后，才急忙赶来参战。首先用探照灯照住“南达科他”号，立即使用鱼雷和舰炮进行集中攻击，“南达科他”号正巧电路发生故障，炮塔失去动力无法开火，全靠灵活的机动才躲过了鱼雷攻击，却被多发大口径炮弹命中，上层建筑被打得面目全非，不得不向西南撤退。这样，李就剩下了旗舰“华盛顿”号一艘军舰，尽管以寡敌众，但李毫不畏惧，凭借着性能优异的雷达，“华盛顿”号准确测定了日舰的位置，随即在雷达指引下实施了精确射击，日军“雾岛”号战列舰在短短七分钟里就被击中九发406毫米炮弹和四十发127毫米炮弹，船舱多处起火，舵机失灵，很快丧失了战斗力。“华盛顿”号在以全部406毫米主炮和部分127毫米副炮轰击“雾岛”号的同时，还以部分127毫米副炮轰击其他日舰，日军重巡洋舰“爱宕”号和“高雄”号都被击伤，为了把“南达科他”号附近的日舰引开，李指挥“华盛顿”号先向西北航行，日舰在其右后方追击一段时间后，近藤见美舰炮火非常凶猛难以取得胜利，不得不放弃炮击机场的计划，于15日凌晨三时下令施放烟幕退出战斗。李紧追不舍，直到日军驱逐舰回过头来向他发射鱼雷，已经没有驱逐舰掩护的李才折回去与“南达科他”号会合，掩护“南达科他”号扑灭大火，抢修破损。

雾岛号战列舰因为舵机失灵，无法跟随近藤撤退，又担心天亮后遭到美军飞机的攻击，就在15日凌晨打开海底阀自沉。日军的“朝云”号驱逐舰也因伤势太重而沉没。在14日的夜战中，美军2艘驱逐舰被击沉，1艘战列舰和2艘驱逐舰被击伤，日军1艘战列舰、2艘驱逐舰沉没，2艘巡洋舰被击伤。至此，断断续续进行了三天的海战才告结束。

在这场持续三天的激烈海战中，美军共沉轻(防空)巡洋舰2艘、驱逐舰7艘，伤战列舰1艘、巡洋舰2艘、驱逐舰4艘，顺利向瓜岛运上6000人的部队以及重装备和给养。日军沉战列舰2艘、重巡洋舰1艘、驱逐舰3艘、运输船10艘，重创运输船1艘，伤巡洋舰6艘、驱逐舰3艘，运送的1.35万人和1万吨物资仅有2000人和5吨物资运上瓜岛。

附注：瓜岛海战中沉没的军舰

这是双方争夺瓜岛过程中一次决定性的海战，双方主要目的都是向瓜岛运送援兵和物资，并阻止对方的增援。在海战中，美军的运输比较顺利完成了，日军不仅付出了很大代价，而且所运输人员的85%和物资的99%都损失了，增援企图再次落空。而且通过这次海战，美军获得了瓜岛海域的制海权，加上瓜岛地区的制空权早已为美军所掌握，而日军的联合舰队又在海战中损失巨大，元气大伤，山本认为海军再也无法承受以如此巨大的代价去支援陆军的作战了，从此以后不再派巡洋舰以上的水面舰只前往瓜岛，只使用驱逐舰利用夜间运送少量人员与物资，从而加剧了瓜岛上日军的困难处境。美军则正好相反，在海战结束的第二天，即11月16日又将原在新几内亚的一批部队送上瓜岛，大大加强了瓜岛美军的力量，范德格里夫特认为胜利已经在握了！

日本海军少将田中赖三，也就是海战中日军增援编队的司令，他在自己的日记里认为最后一次大规模的增援努力结束了，这次海战是瓜岛争夺的一个决定性的转折，对于双方而言，海战的胜利就预示着瓜岛争夺的胜利。美军南太平洋战区司令哈尔西中将在这次海战结束后表示，在此之前，日军一直随着自己的意愿而行动，在此之后，日军就只能随着我们的意愿行动了。美国海军总司令欧内斯特·约瑟夫·金上将建议总统和国会晋升哈尔西上将军衔，以表彰他的赫赫战功。——11月26日哈尔西晋升为上将。金上将还认为尽管美军遭受了严重的损失，但取得了决定性的胜利，从此解除了瓜岛所受到的严重威胁。罗斯福总统在卡拉汉和斯科特两将军的追悼会上，宣称：“这次战争的转折点终于到来了！”

哈尔西向全体参战将士发出：“干得漂亮！”的嘉奖电，范德格里夫特也向海军的胜利发来了贺电：“海军陆战队1师全体将士高举经过炮火洗礼的钢盔，谨向你们致以最崇高的敬意！”

瓜岛以北海战的巨大胜利，和同盟国的其他胜利汇成了1942年11月头两周的辉煌：11月3日，英军在阿拉曼击败了德军隆美尔元帅指挥的“非洲军团”；11月8日，同盟国在北非成功实施了代号为“火炬计划”的登陆行动；11月17日，美军和澳大利亚军向新几内亚群岛布纳、戈纳的日军发起反击；11月19日苏军在斯大林格勒开始反攻，包围了德军精锐的第6集团军。——所有这些胜利，使1942年11月初，成为同盟国在二次大战中的最关键的转折时期！