瓜达尔卡纳尔岛位于东经160度，在赤道南面，南纬9度35分。东西长约150公里、南北宽约40公里，面积5000平方公里，是所罗门群岛中一个较大的岛屿。岛上酷热难耐，还经常下倾盆大雨。海拔达8000英尺的深绿色火山，像脊梁骨似的横贯全岛。沿南岸全是连绵山脉，北岸山麓下丘陵起伏，沿海地带有些平原。岛上绝大多数地方是奇峰秀岭和稠密的丛林，生长香蕉、酸橙和木瓜等野生植物。到处是鳄鱼、大蜥蜴、毒蜘蛛、蚂蝗和蝎子，遍布昆虫、疟蚊，白蚁甚多。岛上山谷内有些分散的当地居民，共约4000人，还有几个天主教传教士。岛内没有什么生产品，只有澳大利亚商社在西岸开设了几座椰子种植园。
这是个罕为人知的岛屿，连当时的管理者澳大利亚的海军部都不太清楚，熟悉全世界岛屿的美国海军也不太清楚。日本军队对这个岛更是没有一点知识，连一张岛上的地图都没有。
然而，在1942年，这里却骤然成了全世界关注的焦点。
1942年5月，所罗门海战以后，日军占领了图拉吉岛。这个岛原是英属所罗门群岛保护地的首府，由澳大利亚委派的总督常驻在这里。日本占领这个岛，主要是想建水上飞机基地。
日军在图拉吉岛上，发现在它的南方对面有一个比图拉吉岛从陆路攻占新几内亚东南端的莫尔兹比港；在海上，为了确保马绍尔群岛和吉尔伯特群岛南面的海上通道，要首先占领图拉吉岛和瓜达尔卡纳尔岛。
6月12日，日本参谋本部任命百武春吉陆军中将指挥拉包尔的第17军，任务是在海军的支援下，在新几内亚岛北岸的布纳和戈纳登陆，然后翻越欧文斯特利山，攻占莫尔兹比港；三川军一海军中将指挥的海军第11航空战队以及以拉包尔为基地的第8舰队，为新几内亚岛和瓜达尔卡纳尔岛的战斗提供空中支援，以便控制所罗门群岛。
中途岛海战的失败，对自以为天下无敌的日军是个沉重的打击。山本五十六所希望的短期决战、早期和谈就此破灭，日美海军实力对比发生逆转。
然而，日本不相信美国会很快发动反攻。从当时的形势来看，虽然日本海军在中途岛海战中丧失了4艘精锐的航空母舰，但其对胜利的前景并没有失去信心。山本的联合舰队中还有不少大型航空母舰（如最新式航空母舰“瑞鹤”号、“翔鹤”号，完好无损的轻型航空母舰“隼鹰”号、“飞鹰”号、“瑞凤”号，1933年下水的舰龄最长的“龙骧”号，新型精锐航空母舰“大风”号预计1年后便可建成，大型战舰“伊势”号、“日向”号已决定改装成航空母舰，6.8万吨的超级航空母舰“信浓”号可望在两年后服役）和能征善战的将士。
在常规舰队方面，山本五十六的联合舰队的水上兵力几乎没有受到什么损伤，其实力几乎相当于美太平洋舰队的两倍。如果在广阔的太平洋上进行角逐，日本海军并不是没有赢得胜利的希望。山本对这一点心里十分清楚，然而他对如何寻找美舰队进行决战心里却没有底。
中途岛海战结束后刚过一周，日本大本营就取消了原定于1942年7月侵占新喀里多尼亚、斐济、萨摩亚等岛屿的狂妄计划。但日军并非意识到了自己的实力已大为削弱而放弃实施对南太平洋诸岛的进攻，而是计划先在瓜岛修建航空基地，派出航空兵力掩护对新几内亚岛的莫尔兹比港的进攻。在新几内亚岛站稳脚跟后，再向东南逐步推进，紧逼同盟国在南太平洋上的重要基地——澳大利亚，以此重新夺回战略主动权。
为实现这一战略企图，大本营陆军部大力充实于1942年5月组建的第17军。该军由天皇侍从武官长的弟弟百武晴吉中将任军长，军部设在新不列颠岛的拉包尔。至8月初，该军已辖有南海支队、一木支队、青叶支队等部，总兵力约13个大队，集结于新几内亚东部和俾斯麦群岛，担负攻占莫尔兹比港的任务。
日本大本营海军部则于1942年7月成立第8舰队，任命三川军一中将为司令，下辖第6和第18战队和第29、第30驱逐舰大队、第7、13和21潜艇战队，拥有包括重巡洋舰4艘、轻巡洋舰3艘在内的多艘军舰和潜艇，主力部署于拉包尔，协同第17军作战。联合舰队还增派第25航空战队所辖的百余架岸基飞机进驻拉包尔，提供空中掩护。
在瓜达尔卡纳尔岛，美军同日军展开了长达6个多月的热带丛林战。这场战争既艰苦又激烈，人称它是“太平洋中的斯大林格勒”。图为美军士兵在密林中搜索日军。
1942年6月16日，日军派门前鼎大佐率第11工兵队约2000名工兵登上瓜岛，开始修筑机场。7月1日，又加派冈村德长少佐率第13工兵队约700名工兵上岛，加强施工力量，并限令于8月5日前完工。经过紧张的施工，至8月初，瓜岛机场已基本建成，辅助设施也大体完工。此时，瓜岛有日军工兵2700人、警备部队240人，共约2940人。
这个时候，美国太平洋舰队作战情报处破译了日本海军的第25号密码电报，得知了这个岛上的消息。
如果瓜岛机场修成，日军从这一机场起飞的飞机就能够到达圣埃斯皮里图岛、埃法特岛、新喀里多尼亚岛一线，将严重威胁美国至澳大利亚的海上交通线。美国当然不能等闲视之。
自从中途岛大捷以后，美军士气大振，一直跃跃欲试，准备发起反攻。
美国海军作战部长金上将在中途岛战役胜利后说：“中途岛战斗是日本海军350年以来的第一次决定性的败仗。它结束了日本长期的攻势，恢复了太平洋海军力量的均势，解除了日本对夏威夷及美国本土的威胁。此后，日军作战将限于南太平洋了。在这有限的地区，我们也必定成功。我们的战力增强，敌我之间已接近到战前之形势，而我将更加强大。”自夏威夷之战以来，一直被动的美国准备反击了。美军知道，必须在日军修完机场之前夺取该地，谁在作战中首先使用这个机场，谁就能赢得胜利。
1942年7月31日，美军舰队从斐济起航。
美军指挥官罗伯特·戈姆利海军中将几乎动用了太平洋舰队的全部力量：23艘运输船，在特纳海军少将的指挥下运送美海军陆战第1师1.8万人；为登陆运输船队护航的是8艘巡洋舰和9艘驱逐舰，指挥官为英国海军少将克拉奇雷；空中支援编队由“萨拉托加”号、“大黄蜂”号、“企业”号航空母舰3艘，战列舰“北卡罗林纳”号及重巡洋舰5艘、轻巡洋舰1艘、驱逐舰16艘、油船3艘组成，指挥官为弗莱彻海军中将，旗舰是“萨拉托加”号。
8月6日晚，美军登陆编队已到达距瓜岛约60海里的海域。借助恶劣天气的掩护，美军的行踪一直未被日军发现。在登陆编队航渡的同时，驻埃法特岛和圣埃斯皮里图岛的美军航空部队出动B-17轰炸机对所罗门群岛的日军进行了压制空袭；从新几内亚岛起飞的美军飞机则密切监视俾斯麦群岛和新几内亚岛东北部的日军。
美军计划在7日登陆。此前两天，日军在瓜岛的飞机场基本完工。但由于日军正忙于莫尔兹比港方面的作战，根本未顾得上向瓜岛派出攻击机。正在瓜岛上的工兵指挥官冈村德长少佐发现美军有登陆的迹象，遂向设在拉包尔的第8舰队司令部发电报，要求向瓜岛派驻飞机。当时，在瓜岛的日军兵力只有第11和第13工兵营共2700名士兵，外加负责机场守备的作战部队240人。对岸的图拉吉岛也只有700名士兵在防守，其他有飞艇5架、水上战斗机5架，武器只有小炮和若干机枪，几乎没有重武器。
8月7日5时30分，美舰载机从3艘航空母舰上起飞。6时13分，“无畏”式俯冲轰炸机开始对瓜岛、图拉吉岛实施航空火力准备。惊天动地的空中轰炸和海面炮击，把尚在弥漫的晨雾中酣睡的瓜岛震醒。一支由89艘舰船组成的庞大的攻击部队，穿过阴沉恐怖的海面，驶入瓜岛和图拉吉岛海域。
美国海军陆战队第1师师长范德格里夫特少将指挥的登陆部队，在充满热带风光的图拉吉岛和瓜岛大举登陆。由于这次作战完全出乎日军意料之外，兵力又占压倒优势，登陆进展顺利。守岛日军虽然拼死抵抗，但根本无法挡住美军潮水般的冲击。美军很快就控制了图拉吉岛西南端的滩头阵地和瓜岛的隆加岬。经过一天的激战，便占领了图拉吉全岛，并夺取了瓜岛即将竣工的飞机场，并将其命名为“亨德森”机场。
这是美国海军自1898年以来在太平洋发动的第一次成功的两栖登陆作战，同时也开始了日美两国陆海空军部队在南太平洋上的这个山脉高耸、溪流湍急、古树参天、密林蔽日、蛇蝎出没、毒蚊如云的热带岛屿上长达半年之久的恶战。这场后来被称为瓜岛争夺战的战斗，直杀得苍天落泪、鬼神哭泣，成为太平洋战争中最为惨烈的战例。
消息传到东京的日本大本营，参谋本部作战课的人才知道这个岛的名字，但谁都不知道它的位置在哪里。据说有一位参谋本部的参谋连忙问：“瓜达尔卡纳尔岛在什么地方？”一时传为笑料。
远在拉包尔的三川中将在得知美军大举进攻瓜岛和图拉吉岛之后，才意识到在这之前未能向瓜岛派出飞机是个严重的错误。他当即命令驻拉包尔的航空舰队出击，轰炸在瓜岛登陆的船队，并出动一切可以出动的舰只，前往瓜岛美军锚地，准备夜间与敌舰队进行决战，决心不让美军登陆企图得逞。
下午3时，三川舰队从拉包尔起航，8艘军舰在圣乔治水道会合。它们分别是重巡洋舰“鸟海”、“青叶”、“加古”、“衣笠”、“古鹰”，轻巡洋舰“天龙”、“夕张”，驱逐舰“夕风”。8艘战舰像一群凶恶的鲨鱼，在漆黑的洋面上以每小时24节的速度直奔瓜岛。
8日上午9时半，三川舰队在离瓜岛300海里处被一架盟军侦察机发现。三川中将为了欺骗敌侦察机飞行员，下令改变航向，驶向拉包尔。美机飞走后，舰队随即恢复到原航向。这位受骗的盟军侦察机飞行员并没有马上向基地报告，而是一直拖延了6个小时之后才报告，而且还误报敌编队中有2艘水上母舰。这使特纳少将误认为日舰队是要去某个海岛修建水上飞机场，因而未采取任何防范措施。
本来，三川中将对这次出击能否取得战果十分担心，主要是害怕敌航空母舰。然而幸运的是，8日午后，弗莱彻中将以飞机损失和燃料不足为由，将航空母舰特混舰队撤出了瓜岛水域。就这样，幸运的三川中将奇迹般地在光天化日之下顺利地通过了美机严加巡逻、侦察的布干维尔海峡。
8日16时40分，三川用灯光信号向各舰下达了一个简单而具体的战斗计划：首先对停泊在瓜岛锚地的美舰进行鱼雷攻击，然后横渡到图拉吉港区用舰炮和鱼雷攻击那里的美舰船。舰队将从萨沃岛以西高速进入，从萨沃岛以东撤出。
21时10分，日军5艘重巡洋舰再次派出水上飞机，前往目标水域进行战术侦察，并负责投掷照明弹。接着“鸟海”号一马当先，各舰尾随在后，以间距1000米的距离，排成单纵列，以28海里的速度向前冲去。此时，美军仍未发现有舰队攻来。
日军在黑暗中行驶，虽然没有雷达，可是他们的许多士兵却具有非凡的夜间目测能力，这是一种在实战中锻炼出来的对环境的适应力。
“右30度，看到舰影，距离1万米。”“鸟海”舰上的望员高声喊道。这是美军正在巡逻的驱逐舰。
“右炮准备炮战。”巨炮旋转，瞄准舰影。但三川还不希望此时与敌接战，以免打草惊蛇。因而下令改变航向左30度，速度降到22海里，企图悄悄穿过去。双方军舰越来越靠近了，但美驱逐舰仍未发现他们。幸运女神再次向三川舰队送来秋波，三川舰队正好航行在美两艘驱逐舰巡逻区的交接点上。
9日凌晨1时30分，日舰再度提高航速。望员也于此时发现了3艘重巡洋舰，这正是美军主力，前面的是重巡洋舰“堪培拉”号，后面是“芝加哥”号。“鸟海”号舰长早川大佐立即命令：发射鱼雷！
直到1时43分，美驱逐舰“帕特森”号才首先发现日舰队。它当即用无线电发出警报：“警报——警报，未判明舰只正在进港！”但为时已经太晚，一架日本侦察机已凌空投下照明弹，把“芝加哥”号和“堪培拉”号的舰身照得一清二楚。
“射击开始！”一声令下，“鸟海”号上的探照灯突然亮起，并捕捉住了航行中的美舰队重巡洋舰堪培拉号。霎时间，10门主炮同时开火。
就在这时，“堪培拉”号发现一条直驶过来的雷迹，哥丁上校急忙指挥战舰左满舵躲避。可还是迟了一步，只听“轰”的一声巨响，在舰的中央部位升起一股巨大的水柱，一群人被抛到空中。接着又是一声爆炸，舰身突然向左倾斜。巨大的炮击声不断从左侧黑暗中传来，哥丁舰长命令：“左舷炮战。快！快！”可是当主炮正向左旋转时，日舰射击的炮弹已呼啸而至，瞬间就有24发炮弹打在“堪培拉”号上。当“堪培拉”顽强地回击两条鱼雷和几发炮弹后，主机就不转了，大火蔓延到整个甲板上，甲板上到处都是倒毙的尸体，舰长也被击毙，“堪培拉”号于9日晨8时沉入了大海。
跟随在“堪培拉”号后面的“芝加哥”号的运气也好不到哪里，舰首被鱼雷击中，爆炸掀起的水柱使前甲板涌满了海水。同时，该舰前部又被日军巡洋舰发射的一发炮弹击中，死伤惨重。“芝加哥”号只好脱离编队，撤出了战斗。
三川舰队此时又接到侦察机的报告，得知北方有敌舰警戒。于是，便向左转换方向，杀向北区巡逻舰队。
黑暗中，日舰队因故障在变换航向时分成两队，结果无意中形成了对美舰队的两面夹攻之势。“鸟海”号接近美舰后立即打开探照灯捕捉目标，并开始发射鱼雷、展开炮战。刹那间，海面上曳光弹弹道穿梭往来，在茫茫的夜空中织出了一道道光怪陆离的图案。
最初，美舰还以为是友军舰队，遂打开识别信号灯。这正好给日舰指明了目标，使日舰队的奇袭再度成功。在1小时的炮战中，击沉重巡洋舰“文森斯”号和“昆西”号，“阿斯托里亚”号受重伤后也于9日中午沉没。
面对美南区巡逻队早已溃不成军、北区巡逻队几乎全军覆灭的有利形势，三川若乘胜进击，很可能全歼瓜岛附近海域的美军运输舰船。然而，就在这个节骨眼上，美航空母舰的阴影又笼罩了三川的心头，心虚的三川突然下令舰队返航，撤出战斗。
这次海战，日军取得了压倒性的胜利，共击沉美巡洋舰4艘，重创美巡洋舰1艘、驱逐舰2艘，击毙、击伤美军1700余人。而日舰除“加古”号在返航时被美潜艇击沉以外，无一重伤，日军死亡仅58人，伤53人，可谓大获全胜。
由于三川舰队没能及时扩大战果，放弃了乘胜摧毁美运输船队的大好机会，使山本五十六大为不满。他本来就为中途岛的失败窝一肚子火，三川舰队无疑是火上加油。所以，在得知美航空母舰特混编队出现在所罗门海域时，赌博的天性使他认为所罗门海域或许正是他挽回损失的最好场所。他决心孤注一掷，拿出其全部家当与美国太平洋舰队拼死一搏，争取全歼美太平洋舰队，雪洗中途岛的耻辱。
为实现这一目的，山本下令联合舰队主力向瓜岛北方海域集中。8月11日，近藤中将指挥的第2舰队驶离本土。8月16日，南云中将指挥的第3舰队出港，并令驻守在提安尼岛的第11航空舰队司令部移往拉包尔。8月17日，山本亲率“大和”号，由丰后水道南下出击。
这一次日本联合舰队是倾巢而出：瓜岛支援舰队由海军中将近藤指挥，该编队由第2舰队和第3舰队组成，实力雄厚，拥有航空母舰“翔鹤”号、“瑞鹤”号、“瑞凤”号、“飞鹰”号、“隼鹰”号、“龙骧”号6艘，以及若干艘战列舰、巡洋舰、驱逐舰，大小舰船共40余艘；东南海区部队由海军中将竟原二四三指挥，其中包括田中少将指挥的瓜岛增援运输船队、三川中将的掩护舰队和第航空舰队100多架岸基机；远征舰队由小松中将指挥，主要兵力是9艘潜艇。
尽管日本在瓜岛集结了庞大的兵力，但是日本内部陆海军的战略并不统一。山本的意图虽然想和美国在此海域决战，但更多的是想报中途岛之仇，他根本没有认真考虑美军已在瓜岛地区投入的反攻力量；而日本陆军则更荒唐，以为美军是一支毫无战斗力的部队，根本未想到美军会利用瓜岛作为其反攻的起跳板，所以只想草草了事地应付一下；驻守拉包尔的日本陆军第17军军长百武晴吉中将认为，在瓜岛登陆的美军不过2000人，而自己只要派出1000人就足以对付这些毫无战斗力可言的美军了。他做梦也没有想到，登陆瓜岛的美军是一支装备了各式重武器、共拥有1.8万人的大部队。所以，他将主力继续用于莫尔兹比港作战，只抽调6000人用于瓜岛。
8月16日，百武晴吉派一木清直大佐率先遣队1000余人分乘6艘驱逐舰从特鲁克海军基地出发。一木清直是一个恶贯满盈的战犯，早在1937年时，他就在直接挑起“七七事变”的日军牟田口联队中充任第3大队大队长。在卢沟桥，他曾亲率部队向宛平县城发起首次进攻，是屠杀中国人民的刽子手。太平洋战争爆发后，一木被日军统帅部任命为进攻中途岛的登陆部队指挥官。无奈中途岛海战中日军受挫，没有给他立功的机会。这次瓜岛告急，他又被派上了用场。
8月18日夜，一木率队在亨德森机场以东约30公里处顺利登上瓜岛。骄横自负的一木认为美军不堪一击，不等后续部队到达，就留下125人守着滩头，率领900余人向机场扑去。
由于美军的兵力集中在机场，所以日军一路上并没有遇到任何阻拦。一本满怀信心，向拉包尔的第17军军部报告：“根本没有敌人，就像在无人区行军。”
8月19日，美军的一个潜伏侦察哨发现了日军。不幸的是，这名叫沃查的上士随即被日军捕获，遭到了严刑拷打，但他毫不屈服，什么也没说。晚上乘日军不备他咬断了绳子，带着满身的伤痕逃回美军阵地报告。
8月20日，日军的一支40人的侦察小队与美军的一支巡逻队遭遇，美军打死了31名日军，还缴获了一张已经标注好的地图。根据这一地图，范德格里夫特发现日军已经了解到美军防线上的薄弱环节。于是，他立即进行了调整，做好了充分准备，在日军可能的进攻地点架设了带刺的铁丝网，布置了机枪火力点。
8月21日凌晨1时30分，一木支队的第一批500名士兵向守卫在特纳鲁河口的美军发起了猛烈的攻击。在迫击炮、机枪和自动枪声以及日军刺耳的狂叫声中，美军依托防御工事进行了坚决抗击。潮水一般涌来的日军士兵被美军密集的火力打得人仰马翻，日军在美军阵地前留下一大堆尸体之后败退下去。不久，第二攻击波又冲了上来，仍然没有一个士兵能冲到美军阵地的铁丝网前，留下一堆尸体后又再次败下阵去。
看到倒在阵地前的日本伤兵呼天喊地的悲惨景象，美军本着人道主义精神派出了医护人员前往救助。想不到日军伤兵竟拉响手榴弹，与医护人员同归于尽。范德格里夫特闻讯勃然大怒，下令对投降者不予生命保障，并出动轻型坦克去彻底消灭日军残部。5辆轻型坦克向日军盘踞的丛林冲去，用37毫米大炮和机枪逐一消灭残余日军，坦克从日军死尸和伤兵身上碾过，履带上沾满血肉，像绞肉机一样。
身负重伤的一木在坦克开来之前，在海滩上烧毁了军旗，然后剖腹自杀。其残部仅剩约数十人退往丛林。
登陆瓜岛的日军被全歼的消息传到拉包尔，刚刚赶到的联合舰队大吃一惊。经过陆海军双方紧急协商，决定再派1500名援兵登陆瓜岛，力争8月底以前把美军赶入大海。联合舰队则在海上实施援助，伺机与美航空母舰特混舰队进行决战。
日本舰队倾巢而出，拥有战列舰“陆奥”号、“比睿”号、“雾岛”号以及若干艘巡洋舰和驱逐舰、大小舰船共40余艘，护送载运一木支队、川口支队的4艘运输船，另有1000多架飞机，还有9艘潜水舰。
8月21日，朝晖煦丽，舰队劈开黎明的海面，驶离特鲁克军港。
8月23日，庞大的舰队集结在所罗门群岛东北200海里的洋面上。山本将其兵力分成5个战术群：南云中将指挥的航空母舰主力群；以战列舰“比睿”号、“雾岛”号为核心的前卫群；以“龙骧”号轻型航空母舰作诱饵的牵制群；近藤中将指挥由“千岁”号水上母舰和15艘战舰组成的先遣队；9艘潜艇组成的侦察群，以及在后方跟进的瓜岛增援群。山本的意图是以身轻力薄的老式航空母舰“龙骧”号为“诱饵”，吸引所有的美舰载机，一旦上当的美机油尽返航时，迅速出动南云航空母舰上的全部飞机，一举击沉美航空母舰。然后再乘胜挥师向瓜岛挺进，彻底消灭美海军陆战队，攻占瓜岛机场。
山本的一举一动都没有逃出美军侦察机和澳大利亚海岸观察哨的眼睛。早在8月20日，美侦察机便已发回报告：“日军已在特鲁克地区集结了一支庞大的舰队……”根据这一情况，美南太平洋战区司令戈姆利海军中将命令弗莱彻率领的舰队重新编成61特混编队，下辖由弗莱彻亲自指挥的以航空母舰“萨拉托加”号为主，外加巡洋舰“明尼阿波利斯”号、“新奥尔良”号和5艘驱逐舰组成的第11特混编队；由金凯德少将指挥的由航空母舰“企业”号、巡洋舰“波特兰”号、“阿特兰塔”号和6艘驱逐舰组成的第16特混编队；由海军少将诺伊斯指挥的以航空母舰“大黄蜂”号为核心的第18特混编队。此外，美海军作战部长金上将觉察到一场恶战即将爆发，命令刚刚完工下水的“华盛顿号”、“南达科他”号两艘战列舰连同“朱诺”号防空巡洋舰和护航驱逐舰，从大西洋取道巴拿马运河开入太平洋。
本来，一支小小的美国海军陆战队对遥远的南太平洋海岛上的一座丛林机场进行突然袭击，是一个无足轻重的军事行动，但现在却发展成为一场决定太平洋战争前途的宏大海战了。
8月23日，由田中少将率领的瓜岛增援群由特鲁克起航南下。同时，在所罗门群岛警戒的潜艇在马莱塔岛东南海域发现美特混舰队。南云中将的主力群遂以战斗序列急速南下，企图寻机歼灭美国舰队。
8月24日上午，大雾笼罩着海面，日舰队在雾气中时隐时现。9时，日舰队的阵位是：田中的增援群位于瓜岛以北250海里处；南云指挥的“翔鹤”号、“瑞鹤”号航空母舰在田中东面40海里的方位；以“龙骧”号为主的牵制群在南云部队的右前方。
9时5分，一架美军水上飞机发现了山本精心设计的“诱饵”——“龙骧”号轻型航空母舰。这是日本在1923年建造下水的最早的一艘航空母舰，排水量仅8000吨。美侦察机发现目标后立即发回报告，但弗莱彻不相信。昨天3批美机都未发现日舰队，难道今天它就会从海底冒出来吗？直到下午1时，美舰雷达发现了由“龙骧”号起飞的轰炸机前去轰炸瓜岛亨德森机场，他才下令“萨拉托加”号航空母舰上的30架轰炸机和8架鱼雷机前往攻击“龙骧”号。
由于此时日本的军舰尚未装备雷达，直到38架美机飞临“龙骧”号上空，“龙骧”号才发现美机来袭。舰长一声令下，“龙骧”号转向逆风行进，准备让自己的飞机升空，但此时也正是航空母舰最容易受到攻击的时候，美机抓往这一有利时机从高空俯冲而下，霎时就有4颗炸弹在“龙骧”号的甲板上爆炸。与此同时，8架鱼雷机也迅速从左右两侧同时进入攻击位置，施放了鱼雷，躲避不及的“龙骧”号又中了一条鱼雷。当晚8时，“龙骧”号沉入大海。
当“龙骧”号作为山本计划中的牺牲品受到美机如狼似虎般的攻击时，南云忍不住心中暗暗高兴。他认为敌机已被引开，向美航空母舰实施主要突击的时机已经到来。恰在这时，“筑摩”号巡洋舰派出的侦察机又发回了发现美舰编队的报告，南云当即下定决心，倾其全力进行攻击。中午1时，他首先从“翔鹤”号派出27架轰炸机和10架战斗机。l小时后，又从“瑞鹤”号派出了27架轰炸机和9架战斗机。
16时2分，美“企业”号航母上的雷达发现了一群空中目标，这正是南云派出的前来攻击美舰的日机。弗莱彻急忙下令甲板上待命的飞机升空进行拦截，使在空中警戒的战斗机增加到53架。同时，“企业”号上仅存的11架轰炸机和7架鱼雷机也与“萨拉托加”号上的5架鱼雷机和2架轰炸机合兵一处，前往攻击日舰。至此，弗莱彻已把他的全部家底亮了出来。
日军在瓜岛设的一个军火补给站。
双方机群在距离“企业”号25海里处的浓密云层中摆开阵势，周围几海里的天空中充满了空战时那种特有的尖厉刺耳的喧嚣声。不久，攻击“龙骧”号后返航的俯冲轰炸机和鱼雷机也赶来投入了战斗。
由于美军舰炮的拦阻射击相当厉害，加上日本飞行员的素质比突袭珍珠港时下降了许多，所以鱼雷机在进入攻击位置之前均被击毁，只有少数几架轰炸机得以突破防线，进行攻击。虽然数量不多，但日机单机鱼贯而入，每隔7秒钟就有1架不顾死活地进行俯冲轰炸。“企业”号舰长戴维斯上校拼命用大舵角急转，躲避天空飘下的炸弹，但还是难以躲过被击中的命运。
16时41分，美航空母舰“企业”号被一颗炸弹击中，35人当场死亡并引起大火；一分钟后，装有瞬发雷管的第二颗炸弹命中舰尾，橙色火花四溅，38人顿时血肉横飞；第三颗炸弹炸掉了起飞信号台，39人丧生。
为了避免与擅长夜战的日军进行夜战，弗莱彻少将急忙率舰队南撤，海面上只剩下“企业”号无依无靠，成了等待攻击的目标。就在这时，“企业”号的雷达又发现了一批日本飞机。这是从“瑞鹤”号上起飞的第二攻击波。
然而，令人惊叹的是，本来可以为南云赢得胜利、为日本国在中途岛的失败报仇雪恨的这批飞机，却犯了过早改变航向的错误。它们从“企业”号以西约50海里的地方溜了过去，然后放弃追踪目标一无所获地返航回撤。
日机离去后，“企业”号进行了紧急抢修，仅用1小时就扑灭了大火，舰身恢复平衡，航速达到24节，能够接收飞机着舰。
此次海战，日美双方出动的主要兵力对比为：航母3：2，水上飞机母舰1：1，战列舰3：1，巡洋舰16：4，驱逐舰30：11，日军几乎比美军多一半。然而，日军被击沉航母、巡洋舰、驱逐舰各一艘，被击伤水上飞机母舰、驱逐舰各一艘，损失飞机90架。美军仅一艘航母被击伤，损失飞机17架。日军不仅没有实现歼灭美军航母编队的企图，而且向瓜岛增援的目的也没有达到。可以说日军在这次海战中是彻底失利的。
海空激战以后，返航的日本飞行员虚报战绩，说是炸沉或重创3艘美航空母舰、1艘战列舰、5艘重巡洋舰和4艘驱逐舰。驻在拉包尔的三川中将很满意，命令原来已经改变航向的运输船团继续向瓜岛进发。
次日上午9时35分，护送登陆日军的运输船团在离瓜岛100海里的海域被美机发现。8架“无畏”式俯冲轰炸机集中攻击护航的轻巡洋舰“神通”号和9300吨的大型运输船“金龙丸”号，“神通”号被击中后带伤逃跑，驱逐舰“睦月”号赶紧前来救援“金龙丸”号。10时15分，“睦月”号被3颗炸弹击中，顷刻沉没。4艘运输船中一艘被击沉、一艘被击伤、一艘不能航行，船上运载的士兵死亡甚多。只有一艘勉强在瓜岛海岸靠岸。
由于海战的失利，日军又无法组织大规模的增援，只好利用驱逐舰夜间分批将援军送上瓜岛，然后在返航时顺路炮击瓜岛的亨德森机场。这种运输方式，日军称为“东京特快”，美军则称之为“老鼠偷渡”。
8月29日，川口清健少将从拉包尔抵达肯特兰，他让海军拨给他一些驳船，以便尽快把他的三千五百人送到瓜达尔卡纳尔岛。当天午夜，支队全体人员利用暗夜偷渡。川口支队和一木支队残部以及青叶支队分乘7艘驱逐舰和30只运输船向瓜岛进发。
8月31日，百武晴吉中将停止了新几内亚莫尔兹比港方面的作战，集中力量对付瓜岛。日本大本营将实力雄厚的第8舰队和东南亚地区航空队的全部兵力都作为百武晴吉的后盾。对瓜岛进行决死进攻的日期定为9月12日。
同日，担负“老鼠运输”任务的8艘驱逐舰载着川口少将和他手下的1000多人驶出海面。驱逐舰颠簸着在黑暗中全速前进，掀起了无穷无尽的浪花。这一次“东京特快”总算没有出轨，安全抵达了目的地。在海军的掩护下，士兵们踉踉跄跄地走上了沙滩。每个人身上都爬满了小小的萤火虫，在长长的海岸上，组成一条萤光闪闪的长蛇阵。岛上幸存下来的日军见到自己的军队来了，高兴得不得了。
眼下，川口已有了3100名士兵。为了能在9月12日那天夺取美国阵地，他设计了一个在他看来是万无一失的3面进攻机场计划。他将部队分3路，主力猛攻美国海军陆战队环形防线的后卫，第二支队伍从西面直逼机场，日本帝国海军陆战队的一支队伍则从东面对亨德森机场实施协同进攻。川口想：“如果在这里，在瓜达尔卡纳尔，我们打赢了，那将是世界军事史上的奇迹。”
日军第17军司令部远在拉包尔，不了解瓜岛上的将士正在忍受着不可想象的熬煎。美国飞机每天都来轰炸和扫射，最多的一天空袭71次。到处是弹坑，整个地区成为焦土，只剩下冒烟的树干。士兵不敢生火，只能靠吃生米和水果充饥。丛林里尤其难耐，到处都是腐烂了的植物，在潮湿闷热的雨林中孕育着无数蚊虫，传染疟疾。士兵昼夜无法入睡，也无处安身。
川口也低估了日军体力上的消耗。因为在向美军发起决定性的全力攻击之前，日军必须穿过泥泞不堪的沼泽和崎岖不平的灌木丛林。在蜇人的昆虫和吸血的水蛭的围攻下，他率领的3000多人的精锐部队很快就被弄得精疲力尽了。而就在日军跌跌撞撞地穿过黑暗的热带森林时，美军已在他们企图突破的那座陡峭的山岭上挖壕设垒，坐等他们上门。
守卫亨德森机场的美海军师团，已经觉察到日军正秘密接近机场，在机场南方约一二公里处的伦卡高地上严密防守。美军拥有大量重炮、迫击炮、高射炮，单重轻机枪一项也超过日军六七倍，实力相差太大。川口支队是经历过英属北婆罗洲和菲律宾两个战役的部队，青叶支队和一木支队都是从中国战场调去的精锐部队，“武士道”精神冲昏了士兵的头脑，面对强敌固守，表现出并不畏惧的气概。
在亨德森机场南面，有一条向南延伸的山岭，从这个山岭可以控制飞机场。山岭两侧的平地是进攻飞机场的便利通道。平地上布满丛林，部队可以在那里隐蔽。美瓜岛防卫司令范德格里夫特派爱迪生上校在山岭上设防守阵地，右后方由第一营支援，左后方由第一工兵营支援。预计在交战后，炮兵团将用105毫米榴弹炮和自动武器支援。
9月12日晚9时，随着一发红色信号弹升起，日军迫击炮发射了大量照明弹将黑夜照得如同白昼。2500名日军端着上了刺刀的步枪狂呼大叫着向高地冲去，在日军疯狂冲击下，美军有些地段的阵地被突破了。但美军105毫米榴弹炮的凶猛炮火随即倾泻而下，日军在猛烈炮火下伤亡惨重。美军天亮后在飞机掩护下发动反击，又将阵地夺回。日军留下的尸体达600余具，而美军阵亡仅40人。
川口不甘心失败，重新集结了残部，于13日晚再次发动进攻。川口将部队分作6批，采取集团冲锋，一波接一波，猛攻不止。整个山岭爆发了惨烈的血战。虽然美军的防线在日军亡命攻击下被迫后移，但整个高地还控制在美军手中。天亮后，失去黑夜掩护的日军处境更为困难。美军飞机也赶来助战，在猛烈准确的轰炸和扫射下，日军溃不成军，只得逃入丛林。美军接着出动坦克，肃清了阵地前沿的残余日军。这一夜的激战，日军仍一无所得，而且又付出了700余人伤亡的代价。
从西面进攻机场的冈明大佐的部队也未能突破美军的防线，多次进攻中白白损失了200多人，而美军的伤亡小得令人吃惊，才四死三伤。尼米兹因此向范德格里夫特发出了嘉奖电：“收到你们在岛上的战斗捷报，使我们大家感到欢欣鼓舞，谨向前线的陆战队员及陆军部队表示衷心感谢。”
川口带领残部再次穿过丛林，准备与冈明大佐的部队会合。但热带丛林对于这支缺粮少药的部队来讲，无异于绿色地狱。在热带丛林中行军，使日军饱受饥饿、伤病的折磨，靠春草根、野果才勉强出了丛林，但已经毫无军容可言，伤兵尽数抛弃，活着的人也都没有人样，令人惨不忍睹。
双方激烈争夺的高地本是茂密的丛林，现在已经面目全非，只剩几株光秃秃的树干，地上血流成河，到处是战死者的尸体，这个高地因此被美军称作“血岭”。
第二天夜里，日军又沿着山脊发动攻势，还从侧面丛林实行迂回作战，企图迫使美军后撤。日军进入亨德森机场内的重炮阵地和高射炮阵地的一角，美军爱迪生上校指挥只剩60余人的部队坚决守住山脊阵地，使日军夺回机场的企图没有得逞。
在9月13日和14日两天的战斗期间，日军已经把粮食吃尽了，只有在冲进美军阵地时，见到什么就赶紧向嘴里塞点什么。退却到密林的时候，全体人员在没有一粒米的状态下连续行军，遭受饥饿、潮湿和美军追击三重苦难。再加上痢疾、海绵肿感染和疟疾流行，能够苟延残喘的人已经没有多少了。
瓜岛的惨败使拉包尔第17军司令部的百武晴吉中将捶胸顿足，他发誓要亲自指挥最精锐的“仙台师”去夺回瓜岛。同时，他对海军的配合大感不满，一心想把失利的原因推到山本身上。
9月24日，负责指挥瓜岛作战的大本营参谋过政信中佐受第17军指派，在南下途中来到特鲁克，面见山本。他向山本说明来意：要求海军派出舰只去护送陆军的补给船队，与陆军合作夺回瓜岛。
“我们的供应被切断了1个多月。官兵以挖草根、剥苔藓掐树芽和饮海水充饥。”他对山本丝毫也不隐瞒川口手下的官兵所受的各种苦难。“由于后勤供应毫无保障，战斗在瓜岛上的官兵已饿得骨瘦如柴，像个骷髅。”川口本人现在“比甘地还瘦”。他的慷慨陈辞感动了山本，山本眼泪汪汪地向他做出保证说：“如果因后勤补给供应不上而使陆军官兵饿死，海军自应感到惭愧。保障陆军的供给是海军义不容辞的责任。如果情况需要，我甚至可以让‘大和’号开赴瓜岛、去掩护陆军夺回瓜岛的登陆作战。”山本当然无意将这艘世界上最大的战列舰埋葬在遍布沉船的瓜岛海域，但他同过政信签署了一个备忘录，保证联合舰队的巡洋舰将在新攻势发起前夕出动去轰击美国在瓜岛的简易机场，他的航空母舰和战列舰也将出动去截击敌人企图运往瓜岛的护航运输船队。这样，日本陆海军便商定发起一次更大规模的进攻。
已经缺衣无食，饿死很多，面临绝境的日本大本营和第17军军部惊慌万分，决定改变战术，不再用准备不充分的兵力急躁冒进，而采用正面作战方式，调集原预定调往新几内亚的第3师团和第38师团的一部分共约3万人驰赴瓜岛，由丸山正男中将率领，在完成周密准备以后于10月下旬再发动一次总攻击，决心攻克瓜达尔卡纳尔岛。
这次第二师团的进攻，一定要保证17500的攻击兵力，重武器火炮176门、总兵力所需20天的粮食，以及大量军需品。决定以10月15日为期，在联合舰队的支援下，用6艘高速运输舰组成船队强行靠岸卸载。
丸山正男中将率领的第二师团增援部队，分乘16艘驱逐舰从爪哇岛出发驶向瓜达尔卡纳尔岛，途中虽经几次美机空袭，但未遭损失。10月9日午夜，全员在瓜岛西北部降加岬安全登陆。这时，第38师团也从婆罗洲赶来。按照日军第八舰队三川司令的计划，每夜均乘驱逐舰在瓜岛西北岸登陆。
丸山中将指挥的第二师团正在从舰艇上卸下粮食、日用品、武器弹药等物资的时候，出乎意料之外，从丛林中出来一大帮像叫花子一样的日军前来帮忙。他们披着长长的头发，满脸胡须，脸上像门神爷那样黑糊糊的，骨瘦如柴，深陷的眼睛显得特别大，军服破烂不堪，腰间没有带刺刀，有的人没有穿鞋，光着脚板子，形容枯槁。
到第二天早晨准备早饭的时候，从值班的勤务兵口中传出意想不到的消息，大米被人偷走了，连军司令官的饭盒子也丢了。负责卸货的下级军官前来报告说，司令部的粮食是在昨夜登陆的时候，被一木支队和川口支队的士兵乘着黑夜全部偷走的。大家顿时哑口无言。原来那群疲惫不堪的同胞军人都是贼！
军司令部立刻给拉包尔拍发电报，叙说瓜达尔卡纳尔岛的局势比预想的严重得多，要求立刻增派部队和运送给养。
10月14日，在驱逐舰和战斗机的掩护下，6艘大型运输舰在塔沙法隆岬卸下最后一批4000名士兵、14辆坦克、十几门105毫米榴弹炮和各种物资。
丸山正男中将率领的第二师团在瓜岛西部4个地区登陆后，立即向奥斯腾山进发，计划在10月21日发动攻击。首先拿下亨德森机场，由舰载飞机进驻，然后海空军配合，全力以赴捕捉并消灭所罗门海域内的美舰队和援兵。
与此同时，山本五十六经过思考，决定采取新的行动，亲自参加制定陆海联合进攻瓜岛的作战计划。
10月12日，一支支援瓜达尔卡纳尔战役的庞大日本舰队从特鲁克岛出发。这支舰队共拥有“翔鹤”号、“瑞鹤”号，“瑞凤”号、“隼鹰”号、“飞鹰”号5艘航空母舰，共载飞机260余架；还有金刚号、榛名号、比睿号、雾岛号等4艘战列舰，以及巡洋舰和驱逐舰群。先遣队由近藤海军中将指挥，航空母舰编队由南云中将指挥。
13日夜，从拉包尔起飞的日机猛烈轰炸亨德森机场，机场上5000加仓航空燃料起火，到夜半，日本第三舰队的战列舰又猛烈射击，由于有舰载水上观测机在机场上空盘旋测定目标，炮击非常准确，飞机跑道上弹孔累累。一个半小时的连续轰炸，美兵营飞机库被炸毁，官兵都被迫蹲在防空洞里。这是太平洋战争中日海军最长的一次舰炮射击。
美军90架飞机中有一半以上被击毁，另有战斗机35架、轰炸机7架机身全是伤孔。主跑道已不能使用，幸运的是南侧预备用的草地跑道还可使用。10月14日夜10时开始，美B-17轰炸机轰炸日运输船团，“吾妻山”号、“九州”号、“笠子”号沉没，其他运输舰在3时40分登陆，共有4艘运输船卸下物资。士兵们登陆以后，携带12天的粮食和弹药，按一列纵队穿越树丛，在高温下踏着泥泞开赴前沿阵地。
两个月来日军不断增援，双方在陆地上反复争夺亨德森机场，战争在海上和空中一天也没有间断。美军参加瓜岛之战的4艘航空母舰除“大黄蜂”号以外，都受了重创；美国空军虽然占有优势但也有不少损失。双方在陆海两条战线上不断加码，任何一方都在竭尽全力，千方百计以求战败对方。战斗的炽烈使日美两军都感到紧张。不但日军胆寒，美军也有畏难情绪。特别是岛上的恶劣气候和紧张的气氛助长了士兵的厌战心理。
进入10月，瓜达尔卡纳尔岛上的战斗已经进入决定性时刻。不明战争全局的官兵们开始互相埋怨，甚至增加猜疑心，致使士气降低，乃至引起一系列恶性循环。美南太平洋军司令官戈姆利中将主张放弃瓜达尔卡纳尔岛。
10月15日晚上，尼米兹召开一次会议，听一听军官们对南太平洋战争近况的看法。尼米兹在会上没有表示态度，只发表了简短的讲话，说：“我不想听到或看到悲观主义，要记住，敌人也在受损伤。”
会议结束的晚上，尼米兹当即给正在坎顿岛的哈尔西去了一份电报，要求他直接去努米阿。
第二天早晨，尼米兹海军上将给海军部金上将去电要求批准哈尔西接替戈姆利，很快就接到同意的复电。
10月18日下午2时，哈尔西乘坐水上飞机到达努米阿港，出任南太平洋军司令官。在当时，这是一项最棘手的任务。
23日，哈尔西在努米阿召开会议，特纳、范德格里夫特和正在瓜岛视察的海军陆战队司令霍尔库姆中将参加了会议。
首先是陆战第一师师长范德格里夫特介绍瓜岛上的局势，他回顾了那里的作战经过，并谈了对日军实力和今后意图的估计，强调他的部队处境不好，疟疾削弱了官兵的体质，食物供应不足，夜间奇袭和空袭影响睡眠等等，要求刻不容缓补充航空兵和地面部队。接着是海军指挥官凯利·特纳表示，海军已经竭尽全力了。因为没有足够的保护，他损失的运输舰只已经达到惊人的程度。
哈尔西听完战地将领们的报告以后，用手指敲着桌子，问范德格里夫特：“你能守住吗？”对方回答说：“能，我能守住，但必须得到更积极的支援。”哈尔西告诉第一师师长：“范德格里夫特，你回去，我保证尽我所有的一切来支援你。”
哈尔西立即着手整顿阵容，他强烈要求第一师守住瓜岛，还召集陆海空三军幕僚，训示说：“现在，陆海空的协作比任何事情都重要。你们中间谁引起纷争，谁就马上脱掉军装！”
他命令美国舰队航空母舰“大黄蜂”号、“企业”号，战列舰“华盛顿”号以下舰艇，迅速驶往瓜岛周边水域。
过于自信的百武晴吉准备亲自到瓜岛坐镇指挥，他断言范德格里夫特根本不是他那威名赫赫的“仙台师”的对手。他命令第38师团从婆罗洲紧急出发，与第2师团会合，试图集结2.5万人于10月8日对瓜岛发起总进攻。负责指挥的第2师团长丸山政男中将狂妄地宣称：“这次战斗是日美两军之间的决战，日本帝国的兴亡将在这次战斗中决定！”
为了配合百武中将指挥的陆军攻占瓜岛，山本下令联合舰队全部出动，从特鲁克南下所罗门群岛。舰队编成有“翔鹤”。“瑞鹤”、“瑞凤”、“隼鹰”、“飞鹰”5艘航空母舰，“金刚”、“榛名”、“比睿”、“雾岛”4艘战列舰，另有14艘轻、重巡洋舰、44艘驱逐舰。这是自中途岛海战以来联合舰队出动规模最大的一次行动。
10月21日晚，日军丸山中将率领第二师团主力约2600人开始进攻美军阵地。日军决定沿飞机场后方连绵不断的奥斯特山绕一个大弯，从美军背后出其不意发动袭击。然而道路难行，工兵在前面攀登悬崖，砍断树木，历尽千辛万苦才开辟出一条狭窄的丛林小路，由于通路狭窄，又不能携带重武器。全部行程约40公里，实际超过60公里。他们穿过椰林、越过丘陵后，直奔亨德森机场，另一部分正面防御海面。
前方零星战斗持续了3天。主攻一再延期。到了24日傍晚，丸山命令发动总攻击，日军用两个整团的兵力进攻美陆战队扼守的阵地。经过猛烈炮击后，日军10辆坦克分成2批冲出丛林，都是18吨的小坦克，很快被美反坦克炮打成碎片。
美军陆战队第11团猛烈炮击，杀伤力十分惊人。因为他们在此之前早已把特殊目标测量好了，只等待日军步兵越出丛林后聚歼。日军一支准备在上游渡河的部队很快被击溃，住吉少将以下600名士兵全部丧生，没有一个逃脱。
24日夜，天空中乌云翻滚，雷电交加，大雨瓢泼，第二师团再次发动总攻击，他们用强大的兵力向美军正面猛扑，很快被美军击溃。第二批士兵冒雨爬出阴暗泥泞的草丛，狂呼大叫着扑向美军阵地，一批又一批爬过同伴的尸体，发起多次自杀式冲锋。他们挥舞着军刀、刺刀、短刀、“手榴弹等近战肉搏的武器，逐渐突进美军阵地，战争完全变成了野蛮的肉搏，双方都用刺刀、大刀和枪托拼命。”
攻击猛烈已极，但由于美军炮兵部队的猛射，日军根本不能攻入亨德森机场。美澳军利用现代化的侦察手段，早已非常准确地知道日军的配备情况，日军不管多少次冲锋，都被美军立即消灭干净。美军的炮弹如倾盆大雨，连周围地面的青草都被弹片叭啦叭啦地割掉，眼看着一片无际的草地变成光秃秃的空地。
10月25日晚，日军发动了最后的决死攻击。日军拍着枪托有节奏的用英语叫道：“为天皇讨还血债！美国海军陆战队到明天就死！”美军毫不示弱地回骂：“为罗斯福讨还血债！让天皇见鬼去吧！”
接着，日军发起了自杀性的冲锋。在美军的铁丝网前，日军被密集的子弹成片打倒，丸山政男指挥活着的人发起一次次攻击。日军用惨重的代价取得了局部的突破，但随即就被美军纵深火力所消灭。整个夜间日军一共发起7次攻势，都被击退，天亮时日军留下的尸体就达2500具。
战斗持续了3天，到25日夜，美澳军坦克部队从日军的侧翼和背后包抄过来，像搅肉一样将日军士兵辗成肉泥，而后堆筑成散乱的人肉小丘。
日军死伤70%。战场简直成了日军的屠宰场，到26日，日军的第三次总攻击被彻底击溃了。
这次攻防战，日军兵力约3万名，美军约3.4名，数量并不悬殊，但在武器装备上则相差太远。日军只有378门炮，美军有180门以上；美军每门炮每天可发射2000发以上炮弹，日军每门每日只能发射200发炮弹，完全处于劣势。日军死伤者甚多，第二师团的战斗力基本上已经溃灭。
日军见败局已定，只得下令撤退。这在第2师团的历史上还是首次战败。精锐的“仙台师”遭到灭顶之灾，士兵阵亡约1/3，军官阵亡近一半，可谓元气大伤。残部不得不退入丛林。接下来5天的艰苦丛林行军使这支部队的死亡率更是高达50%，成为真正的死亡行军。但百武仍不甘心失败，他认为岛上还有1.5万日军，只要再派一个师，仍有取胜的把握。遂电告拉包尔，请求速派第38师团上岛参战。
瓜达尔卡纳尔岛上的激战正在进行时，日美双方两支航空母舰群也都同时出击。两支舰队相距不到200海里，展开一场规模巨大的捉迷藏游戏，双方人员都弄不清他们应该攻击哪支敌舰队，敌舰队现在何方。都派出侦察机在海上侦察。这时，瓜达尔卡纳尔岛争夺战的重点转移到了海上。
10月24日拂晓，日本“零”式战斗机24架、轰炸机9架去瓜岛攻击美军基地，在返航途中大部被美军击落。与此同时，日本一艘轻航空母舰被鱼雷击中。中午，日本南云中将指挥的第二行动队的航空母舰“瑞鹤”号和“翔鹤”号，由4艘重巡洋舰、8艘驱逐舰护卫来到这个海域时，发现美机动部队，日军立即出动第一次攻击队37架飞机，遭到美战斗机和对空炮火的迎击，仅有13架安全回舰。第二次攻击队26架飞机于下午2时离舰，一直到傍晚都没有发现美舰。
此时，已经在海上巡航了2个星期的日联合舰队非常焦急。山本深怕美太平洋舰队突然出现，使联合舰队措手不及。遂于25日晚向南云下令：鉴于百武中将于夜间再次向瓜岛机场攻击，美舰队很可能在所罗门群岛东北海域出现，联合舰队应于26日设法将其消灭。他严令：无论天气和美军飞机活动的情况如何，日机应该继续侦察和追踪，务必查明美舰的数量和类型。
那么，此时美国的南太平洋舰队在哪里呢？由海军少将金凯德指挥的由“企业”号航空母舰和战列舰“南科达”号、巡洋舰“波特兰”号、“圣胡安”号以及8艘驱逐舰组成的第16特混舰队，与以“大黄蜂”号为核心的第17特混舰队正向东北进发，打算在圣克鲁斯群岛以北海区截击随时出现的日本联合舰队。
日美双方都在竭力进行空中搜索。只要先于对方发现目标，哪怕是一点点的领先，都有可能创下奇迹。侦察的结果是：双方都徒劳一场。虽然美军的飞机曾一度捕捉到南云舰队，可是由于云层和雷雨作怪，南云又溜掉了。
在山本等得不耐烦的同时，哈尔西也不明白为什么金凯德不对日本舰队发起进攻。他不断给金凯德发出命令：“进攻！进攻！再进攻！”
10月26日天刚亮，为了执行哈尔西的催战命令，金凯德命令16架携有500磅炸弹的“无畏”式俯冲轰炸机起飞，对太平洋西北方向进行搜索。事后证明，这一决定非常正确。因为此时双方舰队都已处在对方的攻击范围之内，只是没有发现对方而已。谁能先发现对方并抢先发起攻击，谁就占据了主动。而恰恰是因为南云的墨守成规——先派出没有攻击力的侦察机侦察搜索，结果让美军抢了先。
l小时后，时针指向6时50分，在天空中巡飞的美机发现了南云航空母舰舰队，他们冲过咆哮的“零”式机群，对日舰发动攻击。日本航空母舰猛然掉头躲避美机攻击，同时放出浓浓的烟幕掩护自己。但仍有两颗炸弹击中了“瑞凤”号，将其飞行甲板的尾部炸了一个15米的大洞。“瑞凤”号舰长眼看无法回收飞机，就命令舰上剩下的飞机全部升空，舰尾部拖着熊熊烈火摇摇晃晃地撤出了战斗。
南云站在重型航空母舰“翔鹤”号的舰桥上，冷静地看着“瑞凤”号撤离。他已经收到侦察机发回的报告，他们终于找到已搜索了整整5天的美国特混舰队：“方向东南，距离200海里，发现美航空母舰1艘和其他类型军舰5艘。”接到报告，他马上命令65架飞机出击。这些出击的飞机直奔攻击目标，并没有发现来自“大黄蜂”号的52架飞机正向北飞来，准备去攻击他们的航空母舰舰队。
“大黄蜂”号航空母舰上的防空作战。
8时59分，日本轰炸机从5100米的高空俯冲下来，“企业”号一看来者不善，急忙躲入一片雷雨区，而暴露在开阔海面上的“大黄蜂”号却成了日本俯冲轰炸机和鱼雷机的主攻目标。一名日本飞行员驾驶着飞机，以“神风突击队”的自杀性俯冲，笔直地朝“大黄蜂”号的飞行甲板撞来，机上所带的两枚炸弹在飞机撞到甲板的瞬间一起炸响，舰面上爆发出一团直冲云霄的巨大火焰。稍后，日本鱼雷机又从舰后追随而来，两条鱼雷命中了机舱部位。接着，另有3颗炸弹穿透前甲板，卡住升降机，并在舰舱内部爆炸。
10分钟的攻击就使“大黄蜂”号变成了一座燃烧的地狱，滚滚浓烟冲天而起，爆炸声此起彼伏。
与此同时，由“大黄蜂”号起飞的第一批攻击飞机也使南云的“翔鹤”号面临着生死考验。“无畏”式俯冲轰炸机一架接着一架穿过密集的高射炮火，向该舰俯冲，4颗炸弹命中了“翔鹤”号，飞行甲板被炸开了4个大口子，弹着点附近的炮手被炸得血肉横飞，几架着火的飞机被炽热的气浪掀入大海。仅仅几分钟，“翔鹤”号从船头到船尾都被吞没在熊熊烈火之中。南云不得不下令将他的司令旗移到一艘巡洋舰上去。不过，南云还有资本，因为他已在1小时前派出了第二攻击波。
刚过10时，“南达科他”号突然从雷达上收到警报，敌人的第二次攻击正从西北方50英里处逼近。当敌机就要进入攻击位置时，一声令下，美警戒舰上一切能够对空射击的武器全部开火，“南达科他”号新装的100多门4联装的40毫米炮大显神威，“企业”号的防空火炮也频频射击。日军24架俯冲轰炸机冒着密集的弹雨，发出尖厉的呼啸，连续不断地向“企业”号俯冲，只见一颗颗炸弹从空中扶摇直下，“企业”号像一头发疯的野兽左躲右闪，飞行甲板大幅度倾斜，舰体剧烈震动，地勤人员都趴倒在甲板上，个个晕头转向。
然而，仍有两枚炸弹直接命中“企业”号，一枚落在舰首升降机的后部，另有一枚炸弹斜落在舰首左舷。但是，这艘庞大的军舰仍然有足够的动力，躲避着不断袭来的炸弹和鱼雷，先后躲过了9枚鱼雷的攻击。
11时01分，“南达科他”号的雷达再次发现日攻击机群。这第三攻击波是飞机与从“隼鹰”号上起飞的，共有29架。美军密集而凶狠的防空炮火使日机根本无法靠近，不仅击落了8架日机，剩下的飞机也被打乱了攻击节奏，它们投下的鱼雷无一命中目标，“企业”号再次死里逃生。但“南达科他”号的前炮塔被击中，巡洋舰“圣胡安”号的尾舵中弹受伤。
“企业”号实在难以忍受如此残酷疯狂的连续攻击，在回收了盘旋在空中、油料即将耗尽的飞机后，便夺路而逃，退出了战斗。
但是，南云不想让美国军舰跑掉。他一面让受伤的“瑞凤”、“翔鹤”向北退出战斗，一面命令幸存下来的“隼鹰”、“瑞鹤”继续南下，追击美舰。
下午1时刚过，第四攻击波依次出发。从“瑞鹤”号上起飞的飞机发现了正被拖着行驶的“大黄蜂”号。倒霉的“大黄蜂”号又被日本鱼雷击中，舰长只得下令弃舰。
随后赶来的“隼鹰”号的飞机，对其进行了最后一次攻击。“大黄蜂”号劫数已尽，为了不让日军俘走这艘因运载杜立特空袭东京而名扬四海的航空母舰，美驱逐舰向这艘弃舰发射了16枚鱼雷。当随后赶来的日舰找到它时，它已经成了漂浮在海上的一堆废铁。为了泄恨，日舰对“大黄峰”号再次补射了4枚鱼雷。
此次圣克鲁斯大海战，是太平洋战争开始以来日本联合舰队同美太平洋舰队之间的第4次大规模的决战。决战结果，山本五十六在战术上略胜一筹，击沉击伤美航空母舰各1艘。击沉美驱逐舰2艘，击伤美巡洋舰、战列舰和驱逐舰各1艘。但是，山本五十六为此也付出了过于高昂的代价，2艘航空母舰遭到重创，再已无法参战。更为严重的是，与美军只损失74架飞机相比，日军却损失了100多架，特别是那些训练有素、实战经验丰富的飞行员已大部分瞑目大海，再也无法替补。盛怒之下的山本对南云彻底失望，遂将其解职。
日本联合舰队已是强弩之末。由于日美的工业潜力和补给潜力的差距，山本五十六最不愿意看到的情况出现了：不管日本飞机制造厂和造船厂的工人怎么日夜加班，要超过美国那庞大的工业生产能力是不可能的。联合舰队的那些受过严格训练的飞行员也越来越少。与美国强大的补给力相比，日本只是徒然在那里消耗自己的装备和人员。
10月24日，罗斯福总统指示参谋长联席会议尽最大努力向瓜岛运送物资和人员。在总统的亲自过问下，美军除向瓜岛调派最新式巡洋舰、驱逐舰和潜艇外，还从夏威夷和澳大利亚抽调飞机、舰艇，加强南太平洋部队。哈尔西也将一切可以动员起来的运输工具都用于瓜岛，全力运送弹药、燃料、食品。
10月30日，被士兵们戏称为“长臂汤姆”的155毫米榴弹炮运上了瓜岛。这是范德格里夫特急需的火炮，它无论是在射程上还是在射击效果上都胜过日军的150毫米火炮。
日军大本营认为圣克鲁斯海战后，战局正向有利于日军的方面发展，只需进一步加强瓜岛的力量，就可取得最后胜利。遂决定将驻东印度群岛的独立混成第21旅团调往拉包尔，归第17军建制，还抽调在中国战场的第51师团，投入南太平洋战场，并尽快运送瓜岛所需的作战物资。
10月27日，日本大本营陆军部作战科科长服部卓四郎和主任参谋近藤传八登上瓜岛，协助百武制定作战计划，组织第三次总攻。计划在11月上旬将第38师团主力送上瓜岛，12月上旬将第51师团送上瓜岛，再集中相当数量的重炮和充足的弹药，于12月中下旬发起第三次总攻。届时，还将以第6师团一个最精锐的步兵团搭乘装甲运输舰实施敌前登陆，配合作战。
但是，这并没有改变瓜岛日军的艰难处境。在圣克鲁斯海战中，日军有两艘航母受伤，不得不回国修理，而且舰载机损失惨重，一时也无法补充。而南太平洋地区的岸基航空兵也在战斗中受到了很大损失，加上缺乏前进基地，必须从拉包尔起飞。受航程限制，从拉包尔起飞的飞机只能在瓜岛上空停留15分钟，不能对瓜岛美军机场实施有效的压制，因而根本无法取得瓜岛的制空权，也就无法组织大规模的运输，利用驱逐舰进行的夜间运输只能是杯水车薪。
日军在丛林中饱受折磨。瓜岛的“瓜”在日语读音中与饥饿相近，日军便将瓜岛称为“饥饿岛”。由于瓜岛之战的伤亡巨大，而且双方反复开战，看不到结束的迹象，还有人因此把瓜岛叫做“无底洞”。从这些称呼中，可见日军的士气之低落。
在随后美军发起的反击战中，日军因为连日激战，伤亡惨重，而且补给缺乏，疾病缠身，无力抗击美军的攻势，被迫退人丛林。11月1日，反击的美军渡过了马塔尼科河。一路上遭到的抵抗微乎其微，一直到克鲁斯角，日军才凭借着复杂的地形进行了顽强的防御。美军在强大炮火支援下，经过激战终于占领了日军阵地。
11月2日至10日，日军先后出动驱逐舰65艘次、巡洋舰2艘次向瓜岛运送部队和给养。但因军舰的载重量有限，运送的人员物资很有限，而且无法运送重装备，难以组织计划中的第三次总攻。
11月7日，美军驻瓜岛“仙人掌”航空队攻击了停留在“槽海”里准备晚上进行运输的日军11艘驱逐舰，接着图拉吉岛的鱼雷艇也加入攻击，进一步破坏日军的运输。
11月8日，哈尔西亲自飞抵瓜岛，作短暂视察，以鼓舞士气。哈尔西在岛上进行的记者招待会上发表了著名的打赢战争的方案——“消灭日本鬼子！消灭日本鬼子！不断消灭日本鬼子！”这一方案立即就成为报纸的头条新闻。
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场登陆。结合空中侦察和其他途径的侦察结果，也发现日军在特鲁克、拉包尔和肖特兰岛地区调动频繁，看来一场大战迫在眉睫。
为了阻止日军可能的登陆，范德格里夫特指挥部队继续推进。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。
为了全力向瓜岛运送部队、装备和物资，哈尔西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以及急需的重装备。这支船队分为两部分，A编队由斯科特少将指挥，编有3艘登陆运输舰，由1艘巡洋舰和4艘驱逐舰护航，于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。
至11月10日，日军在瓜岛上的部队已达3万人。但是，即将开始的总攻迫切需要运送大批部队和重装备，单靠驱逐舰的夜间运输是远远不够的。日军决定组织一支大型运输船队，将第38师团的1.35万人和重装备送上瓜岛。这支船队由11艘快速运输舰和12艘驱逐舰组成，由经验丰富的田中赖三少将指挥，12日从肖特兰岛出发，计划14日抵达瓜岛。为确保这支船队的安全，日本联合舰队出动航母2艘、战列舰4艘。巡洋舰12艘和驱逐舰36艘，为第38师团提供掩护与支援，并将于12日、13日夜间对瓜岛亨德森机场进行大规模炮击。
得知日军联合舰队将大举出动，哈尔西命令金凯德指挥第16特混编队、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双艘潜艇，积极支援水面舰艇的行动。
日军为压制美军的岸基航空兵，保障增援编队安全抵达瓜岛，计划先出动炮击编队炮击亨德森机场。这一任务由阿部弘毅中将指挥的第一炮击编队承担，共有2艘战列舰、l艘巡洋舰和14艘驱逐舰。此时的航行队列是：“比睿”号、“雾岛”号战列舰以单纵列鱼贯而行，“长良”号巡洋舰和“雪风”、“天津风”、“照月”、“晓”、“电”、“雷”6艘驱逐舰在战列舰前方排成半圆形警戒圈，在警戒圈前方“朝云”、“时雨”、“五月雨”号驱逐舰为左前卫，“夕立”、“春雨”号驱逐舰为右前卫，以防备美军鱼雷艇可能的攻击。还有3艘驱逐舰则在萨沃岛以西巡逻警戒。
11月12日23时30分，美装备新型雷达的“海伦纳”号巡洋舰发现了远在14海里外的日军舰队，并向旗舰报告。但担任指挥的卡拉汉将军没有利用这一机会先敌攻击，而是指挥美舰进行了两次右转。此时，最前面的“库欣”号驱逐舰突然发现日军舰队就在3000米外，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。
卡拉汉所在的旗舰“旧金山”号因雷达性能欠佳，需要依靠装备新型雷达的友舰来报告敌情，而听取报告和向各舰下达命令必须使用同一部报话机，造成了不必要的延误。“库欣”号发现目标即请求允许其实施鱼雷攻击，但“库欣”号收到同意攻击的答复时，却已经找不到准备攻击的目标了。
就在这时，日军也发现了美舰。因为没有料到会在夜间遭遇，一时倒也把日军给弄了个措手不及。阿部弘毅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10分钟里就完成了换弹工作，作好了攻击美舰的准备。
23时50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舰“亚特兰大”号上。在“亚特兰大”号上指挥的斯科特见此情况对自己非常不利，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，实际上有的美舰忙于在指定射击的一侧寻找目标，却遭到另一侧日舰的猛烈攻击，顿时陷入混乱。
日军驱逐舰趁此时机，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，因日舰躲避迅速无一命中，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”号撞在一起。“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，致使鱼雷击中了“比睿”号却没爆炸。“拉菲”号随即又以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，自身连连中弹，舵机、雷达均被打坏，仍坚持战斗，冲到距“比睿”号2000米处发射4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后，以为自己是在误击友舰，便停止了射击。等到分辨清楚后，在恢复射击同时发射2条鱼雷，也没命中。
在混战中，卡拉汉的旗舰“旧金山”号曾向数艘日舰射击，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，“旧金山”号遭到日军“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”号后面的“波特兰”号巡洋舰先同右侧的日舰炮战，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。
“海伦纳”号装备了新型雷达，对战场形势比较清楚，没有误击友舰。在混战中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4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4条鱼雷，自己也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10条鱼雷，将日军“晓”号驱逐舰击沉，但该舰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37发炮弹击中，其中3发还是356毫米的重炮炮弹，伤势很重，于次日沉没。“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时，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惟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24分钟，美军损失惨重。日军也付出了不小的代价，驱逐舰“夕立”号、“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50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，率部撤退。
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、瓜岛上的“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”号连中数弹，眼看无法返航了，阿部于16时下令将舰上的天皇照片转移到“夕立”号，然后下令凿沉。
美军方面，受伤较轻的“海伦纳”号带着受伤较重的“朱诺”和“旧金山”号巡洋舰在3艘驱浑舰的护卫下，向圣埃斯皮里图岛撤退。
但是，“朱诺”号的运气与“比睿”号相比也好不到哪里。13日11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，被一条鱼雷击中，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700多官兵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5个儿子。美国海军为了避免再次发生这样的惨剧，事后特意颁布条令，规定同一家族的直系亲属不得在同一艘军舰上服役。
在这场海战中，虽然美军损失惨重，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，山本命令田中增援编队返航。为保障增援编队的返航安全，山本又决定组织第二次炮击机场的行动，由第8舰队司令三川指挥4艘重巡洋舰、2艘轻巡洋舰和6艘驱逐舰组成第2炮击编队。
三川所部自11月9日起已经连续3天进行了对岸射击训练，接到命令后就于13日4时30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战队司令西村指挥2艘重巡洋舰、l艘轻巡洋舰和4艘驱逐舰组成炮击分队，直扑瓜岛。三川则指挥余下的2艘重巡洋舰、l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。
23时30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。
日军的炮击分队在进行了30分钟炮击后立即撤回，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。
此前，奉命返航的田中增援编队已经于13日11时回到了肖特兰岛。但是，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15时30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马上出动飞机前来攻击，就加速南下。直到14日5时许，在新乔治亚岛以东增援编队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，罗斯福总统拍板决定要坚持到底，哈尔西也认为必须打下去。
经过美海军修建大队的通宵努力工作，跑道上的弹坑基本被填平，黎明前瓜岛机场又可以起飞飞机了。从14日5时55分起，直到下午15时30分的10个小时中，美军“企业”号航母的舰载机和瓜岛、圣埃斯皮里图岛的岸基航空兵先后对返航途中的三川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田中增援编队，连续发动了8轮攻击，将田中增援编队中的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。
日落后，美军又出动了3架轰炸机对增援编队进行夜袭，迫使日军中止了增援行动。夜幕降临后，田中指挥编队乘着美军飞机不能组织大规模夜间空袭的机会，向瓜岛前进。
15日2时许，日军增援编队的4艘运输船终于到达瓜岛的塔萨格海滩，立即开始卸载。田中率领驱逐舰于2时30分开始撤离，以免天亮后被美军飞机发现。
可是，天亮时驱逐舰虽然撤离了，但运输船尚未走远，美军“仙人掌”航空队果然将这4艘毫无保护的运输船—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。日军煞费苦心的增援计划又告失败。
此前，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，再次组织对瓜岛机场的炮击。前进部队司令近藤信竹中将从各地调集了1艘战列舰、4艘巡洋舰和9艘驱逐舰，于14日在瓜岛以北250海里会合，然后南下，准备于14日晚22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3个分队：桥本少将指挥1艘轻巡洋舰和3艘驱逐舰组成桥本分队，负责远距离警戒；木村少将指挥1艘轻巡洋舰和6艘驱逐舰组成木村分队，负责直接掩护；近藤以“受宕”号重巡洋舰为旗舰，亲自指挥余下的1艘战列舰和2艘重巡洋舰为本队，担任炮击任务。
14时许，近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。19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。他们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。
黄昏时分，李接到敌情通报。日军战列舰编队16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，通过磁性罗盘的指针不停乱摆，可判断出海底有大量沉没的军舰。这似乎意味着这里就是敌舰的葬身之处，敌人就要失败了。此时，瓜岛上吹来的阵阵凉风也不再像过去那样弥漫着热带植物腐烂所产生的令人作呕的恶臭，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。
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23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”号轻巡洋舰和“敷波”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，直到美军战舰列的重炮的炮弹落在日舰旁边掀起巨大的水柱，桥本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3艘日舰急速撤退。而走在后面的“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，日军木村编队的5艘军舰也从萨沃岛西侧驶来。这5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。接近美舰时突然开火，并发射鱼雷。美军前卫的4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2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2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眼前的海战。但当他得到发现美军战列舰的报告后，急忙赶来参战。他抓住“南达科他”号电路发生故障、炮塔失去动力的机会，全力开火，把“南达科他”的上层建筑打得面目全非，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7分钟里就被击中9发重炮炮弹和40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。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3时下令施放烟幕退出战斗。“雾岛”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。
至此，断断续续进行了3天的海战才告结束。
在这场持续三天的激烈海战中，美军共沉重巡洋舰2艘。驱逐舰6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4艘、运输船10艘，重创运输船1艘，伤巡洋舰6艘、驱逐舰3艘，计划运送的1.35万人和1万吨物资仅有2000人和5吨物资运上瓜岛。
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，山本认为元气大伤的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，山本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小量人员与物资，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！
瓜岛海战是一个决定性的转折。对美军来说，这次海战，是通往胜利的起点。
就在这同一时期，11月3日，在非洲战场，德国非洲军团溃退；11月8日，美国军队进入摩洛哥；11月13日，苏军收复托布鲁克；11月19日，苏军把德军从斯大林格勒最后一个街区赶了出去。
11月17日，美国罗斯福总统在纽约宣布：“在过去的两周，捷报频传，这次战争的转折点终于来到了。”
哈尔西将军在谈到瓜岛激战的意义时说：11月15日凌晨，日本海军以失败而告终。在这以前，是美国跟着日本的意图挺进，在此以后，他们只能跟随我们的指挥棒撤退了。
1942年9月中旬，东条在陆军大臣办公室里听到从瓜岛视察回来的官员们所做的战况报告，表现出从来没有过的激动。他说：“海军在我们不知道的情况下发动这次战役，让我们陆军擦屁股，这么搞很不好！为什么不在近处修飞机场呢？海军说有绝对优势能够作战，为什么白天不能掌握制海权呢？是不是把攻守的地方搞错了？怎样才能挽回颓势呢？”
10月下旬，日本陆军内部也发生重大摩擦。日本大本营统帅部田中新一作战部长向陆军省军务局佐藤贤了局长要求增加运输船舶和飞机，并要求增加充分的兵力和器材，去瓜岛附近洋面恢复制空权制海权，夺取瓜岛，遭到拒绝。
第三次所罗门海战（瓜岛海战）失败和第38师团运兵船被击沉以后，陆海军能够利用的运输船舶已经微乎其微了。11月6日，大本营陆军部又向陆军省要求增援37万吨船舶（已损失27万吨），陆军省坚决不答应。双方正闹得不可开交时，海军也来要求增援13万吨船舶，各方互不相让。
陆军统帅部田中新一作战部长反复坚持不能让3万人饿死在荒岛上，声嘶力竭地要求拨给37万吨船舶，寸步不让。陆军省军务局长则坚决不给，说的是：“3万人饿死荒岛，思之断肠，但不能因为救3万人而丢掉7000万人（指日本当时的总人口），不能拿国家的命运去换一个瓜达尔卡纳尔岛。”佐藤贤了主管军事行政，进退两难。
11月8日，东条英机也说：“佐藤如果答应陆军统帅部的要求，供应37万吨船舶，民需用船就必定不足，钢铁生产也要减少一半，那将要影响国力，战争再也维持不下去了。”
从瓜岛撤退吗？善后工作又怎么收拾呢？那就必然要在布干维尔岛或中部新几内亚岛迎击盟军。兵败如山倒，尤其不妙。
前方士兵正在流血、正在饿死，后方领导集团也正在翻锅一样地争吵。
田中新一气急败坏，打了佐藤贤了军务局长两个耳光。在另一个会上，甚至当着东条英机的面大骂：“马鹿野郎”（日本人常用的骂人话，意即混蛋）。当天晚上，东条下令撤消田中的职务，把他调到缅甸前线去当师团长。
战争开始只有一年，不但石油和钢铁，就连飞机和运输船舶也不足，这使日本军国主义头子们大伤脑筋。严酷的现实与开战前他们的乐观估计大不一样。军内统帅阶层的船舶争夺，具体说明了日本的国力已经不允许把太平洋战争打下去了。对这一点，当时不但东条英机知道，军部知道，政治家知道，最清楚的莫过于财界的资本家们。开战仅仅一年，国力已经达到破灭的边缘了。
当年目空一切的东条，到现在已头昏脑胀无计可施了。
11月12日，日本大本营作战部第二课长服部从瓜岛回到东京，立即向东条报告，他把失败的原因归结为以下9项：
1、盟军完全掌握了制空权。
2、盟军准备好了炽烈而巧妙的火力，日军则是赤手空拳。
3、盟军地面和空中协同攻击，日军一切皆无。
4、日本指挥官能力薄弱。
5、士气呈麻痹状态。第二师的战斗力下降到1/4，卫生状态尤其不好。晒不着太阳，都发高烧，患疟病痢疾的人甚多，营养失调，运送一个伤病员需要4人至8人。
6、现虽有榴弹炮、野炮、山炮、高射炮共46门，但是弹药严重不足。
7、粮食奇缺。即使能运去一点，也送不到第一线的士兵手里。
8、军司令官还健康，说是还要干下去，但没有掌握实际情况，特别没有掌握最前线的实情。
9、盟军船团在白昼毫无顾忌地堂堂登陆，日军只能在夜间利用潜水舰偷偷摸摸搞点小动作，用10艘潜水艇运到陆上的粮食只不过够吃2天。
11月16日，大本营作战部再一次向东条要求征用运输船舶，以便能在12月份有24万吨运输能力，到明年1月下旬能有20万吨，2月下旬能够有13万吨输送能力。
东条英机立即答复，提出5项不着边际的措施。最后东条又说：“让3万人饿死，统帅部有重大责任！”他指着真田穰一郎等两位课长说：“你们不要回来见我！”并且用尖锐的语调补充说：“在地狱里见面吧！”
一贯自称常胜不败的“皇军”，在血和铁的事实面前，已成了三连败的常败之旅。裕仁天皇沉不住气了，11月19日，对第8军司令官今村说：“南太平洋方面敌军的反抗，关系到国家的兴亡，要迅速救援苦战中的军队，挽回颓势！今村！努力干，拜托你了！”
为了打肿脸充胖子，日军大本营依然不断给瓜达尔卡纳尔岛上的将士发电报，传达天皇绝不动摇的意志，要求天皇的“股肱”们在赤道下的小岛上继续作战。
12月10日，裕仁天皇率领东条等最高统帅部的高官们乘专列去京都，12日，到宇治山田参拜伊势神宫，祈祷神明保佑。战争紧张时期天皇去祭祖祖先，这是历史上第一次，说明日本统治集团已到黔驴技穷的地步了。
12月25日晚，参谋本部作战课长真田穰一郎大佐由第8方面军司令部所在地拉包尔回到东京，面见杉山元等大本营的首脑。大本营首脑听了汇报后立即召开紧急会议，认为瓜岛上的陆军再也不能支持下去了，只有撤退。28日上午，陆军参谋总长杉山元和海军军令部长永野修身决定把真实情况向天皇上奏，并要求从瓜达尔卡纳尔岛撤退。
1942年12月31日的御前会议上，决定取消另派两个师团去反攻的计划，并决定从瓜岛撤退的方针。经过筹划以后，决定从2月1日开始发起“撤退作战”，让瓜岛上的将士从悲惨的状态下逃生。大本营美其名日“准备卷土重来的作战”。
1943年元旦那一天，瓜岛上未死的将士们领到了最后的粮食，每人干面包2块和1粒水果糖。全体面向北方日本国的天空遥拜以后，把它吃掉了。
日军士兵一个接一个在饥饿和疟疾折磨下死去了，有的人最后还呼唤着父母和姐妹的名字；有的人在丛林的河沟里捕食蝌蚪，勉强活了下来。
1月末的一天夜晚，在黑暗中一位军官呼唤士兵紧急集合，告诉他们前线将士已经全部阵亡，召集部下参加最后的“肉弹突击”。当时有许多人不愿参加，以负伤或有病为借口迟迟不动；有的人觉得反正都是死，便报名参加了突击队。没有想到这是对有勇气的士兵的一种特殊奖励，不是去战斗，是让他们参加第一次撤退。
当时美军在瓜岛上的兵力，陆军共有2个师29000人，第2海军师共有15000人，空军部队16000人，再加上原来常驻的海军部队5000人。在这样庞大的包围队伍面前打算撤出部队，实在千难万难。通过细心策划，从2月1日到2月7日，还是偷偷地撤退了3次。
日军事先派出矢野部队担负掩护撤退的任务。这支部队共约750人，都是从静冈县征集来的新兵。上岸后，立即向美军阵地虚张声势，佯做进攻，转移美军的注意力，使岛上日军利用空隙得以撤退。在整个掩护工作中损失兵力约2/3。
2月1日黄昏，19艘驱逐舰开到离岸不到1000码的海面，以绿灯为信号，通知藏在椰林中的日军部队。九死一生的残余士兵们，在夜幕下穿越椰林，潜入乘船位置。在上船的号令下达以后，人们向舟艇冲去，一点秩序也没有了。预先准备好的梯子搭在舷侧，大家争着往上爬，有爬上的有跌下的，乱作一团。最初几艘，由于上去的人过多，严重超载，被船上水兵推到海里淹死不少。忙乱了1个多小时才开船。
2月4日进行第二次撤退，由1艘巡洋舰和22艘驱逐舰组成的营救队沿所罗门群岛南下，被美机击伤2艘驱逐舰。在夜幕下撤回4900余人。
2月7日上午9时20分，18艘驱逐舰离开肖特兰，其中10艘担任掩护，途中因有雷暴雨，又遭到美军15架轰炸机截击，有一艘驱逐舰受伤，只有6艘驱逐舰驶达瓜岛，把司令部的人员和许多伤病员营救到舰上。还有许多不能登船的伤病员和担负警戒的战斗员，便欺骗他们说下次再来接他们，便仓促开船。
持续半年的瓜岛战役以日军惨败而告终。图为部分被击毙的日军士兵。
这三次撤退伪装巧妙，行动果敢，共撤出陆军9800人、海军830人，还有一部分士兵残留在岛上。
这次撤退能够奇迹般成功，主要因为有一个默默无闻、未受上级赏识的军官擅自进行情报战发挥了作用。
日本大本营通信参谋伊藤春树少佐，在过去所罗门海战美军的无线电通信频度中，发现美军在紧急的时候有不用暗号直接使用平常语言通讯的习惯。在这次日军即将撤退的时期，他急中生智，打了一个伪电，让美军上了当。
伊藤少佐乘美军所罗门海域警戒飞机和亨德森机场间通讯不良之机，从拉包尔基地的海军通信队，用美军的呼号拍电：“亨德森、亨德森。紧急通信，我是第一号警戒队”呼出瓜达尔卡纳尔岛美军基地。
瓜达尔卡纳尔岛美军基地应答以后，他发出电报：“3IGH4—ED，2AC、2B、10D、LA4……CO523E3EE.”（发现敌舰队，空母2、战列舰2、驱逐舰10、南纬——度、东经——度、针路东南东）。
美军瓜岛基地把这份伪电当真，马上转送到火奴鲁鲁的美太平洋舰队司令部和努米阿的美南太平洋舰队司令部去。因此，驻在亨德森美空军基地的美军飞机误以为日本机动舰队即将来到，停在机场上等待，不敢轻易出击。所以日本驱逐舰能够趁黑夜接运撤退军队。如果在海岸集结时遭到美军飞机轰炸，美丽的白沙海滨一定是另一番景象了。
据日本大本营统计，日本投入瓜达尔卡纳尔岛上的战斗部队，实际上共损失3万多人。其中，战死1.4万多人，下落不明2400人，饿病死4300人。这个公开发表的数字肯定是错误的。较正确的说法是，战死五六千人，另外有4300是饿死的，还有一些是撤退时自杀或扔下不管的。还有一种说法，估计共约损失4.6万人。
日本海军共损失24艘舰船，973架飞机，2362名飞行员。
从这次败退开始，被日军占领的各岛屿都暴露在盟国反攻部队的压力之下。日军防线已是漏洞百出，全线动摇了。
瓜岛距离日本本土3000海里，无论是从舰艇部队和航空部队的作战能力，还是从后勤运输所需的船舶，都是日本力不从心的。自中途岛战役失利后，日军未及时收缩战线，转入战略防御，仍然继续向所罗门群岛发动进攻，显然是不自量力的蛮干，这是导致日军瓜岛战役失败的最根本原因。
瓜岛战役是一场登陆战，而登陆战中的后勤保障对作战的胜负具有决定性的影响。失去运输船队的支援，即使部队登上岛屿也会因后援不继而失败。日军对这一点近乎无知，只注重对美军飞机、军舰的打击，却对运输船只和海滩上堆积如山的物资视而不见，最后使这场战役发展成为对日军极为不利的消耗战。双方飞机对飞机，军舰对军舰拼消耗，最后日军不仅失去了瓜岛，还对以后的作战产生了深远影响。不重视保护自己的“粮草”、切断对手的“粮草”，也是日军瓜岛失败的重要原因之一。
在作战指挥上，日本的陆军参谋本部和海军军令部是两个完全独立平等的统帅机关，分别指挥陆军和海军。虽然后来设立的大本营是作战的最高统帅机关，但因为陆、海军之间各种矛盾根深蒂固，所以还是难以实施统一指挥。最高统帅名义上是天皇，实际上天皇能够直接指挥的机会并不多，很难起到统一指挥的作用。战役进行中，陆、海军往往各行其是，当陆、海军对某个问题争执不下时，大本营只好协调双方妥协。为了避免陆海军的摩擦，大本营将某些地区分别指定陆军或海军负责，这样做的结果是陆、海军之间互不通气。如，瓜岛是划归海军负责的，最初就没有一名陆军驻守，陆军对于海军在瓜岛建机场，也全然不知。后来为了协调陆海军的行动，日军大本营于8月13日制定了关于所罗门群岛作战的《陆海军中央协定》，但并没有起到太大的作用。陆军在岛上的总攻，未能与海军协调行动；而海军舰队的出击，也不与陆军的进攻相配合，也就发挥不出陆海军协同作战的威力。陆军在岛上发动第二次总攻，海军则在海上组织圣克鲁斯海战，结果由于力量分散，陆地上既未能夺回机场，海上也没有消灭美军的舰队。在整个瓜岛战役过程中，这样的事例不胜枚举，陆海军之间的不协调是日军瓜岛失败的又一个重要原因。