而且，这位飞行员还把这支舰队的组成错报为两艘水上飞机母舰、3艘巡洋舰、3艘驱逐舰。这使指挥两栖作战部队的特纳海军少将错误判断为：这样的舰队是不可能来实施海战的，很可能只是在所罗门群岛某处港湾建立水上飞机基地，来弥补日军失去的图拉吉岛水上飞机基地。
就这样，在“瞭望台”行动的第二天上午11时16分，美国发现三川的舰队不见了。
澳大利亚的“赫德森”式飞机和美国第5航空队的B-17轰炸机的驾驶员都没有意识到，日本人正沿着什瓦泽尔和圣伊萨贝尔这两个外围岛屿与新乔治亚岛之间的那条海峡加速行进，这是通往瓜岛的最近的一条路，美军称这条海峡为“狭缝”。
紧张的空中侦察在黄昏前还没有找到敌人的巡洋舰队，导致了一场灾难的发生。
珍珠港的罗彻福特密码破译小组，要花两个星期来破译日本新的作战密码。分析通信情报的太平洋舰队情报处不能提供日本人的下落，因为这支日本舰队实行了无线电静默。
这使特纳海军少将在8月8日入夜时作出了这样的判断：日本巡洋舰队离得还很远，在第二天之前不会对他那些极易遭受攻击的运兵舰构成威胁。
眼前，特纳海军少将更担心的是弗莱彻海军少将决定当天下午撤走自己的掩护登陆的特遣舰队。在击退日本军两次猛烈袭击的战斗中，弗莱彻损失了五分之一的战斗机。弗莱彻致电戈姆利海军中将，列举了他的担忧：燃料不足，而且防务被削弱。
弗莱彻在致电中说：“敌人有一大批鱼雷轰炸机，建议立即撤走我的航空母舰。”于是，在还没有得到批准的情况下，弗莱彻就已经开始向南撤退。晚上8时，他已经远离了瓜岛。
同一时刻，特纳海军少将和他手下的指挥官们正集中在“麦考利”号指挥舰上。
晚上的湿气很重，加剧了由于两栖作战指挥官宣布令人震惊的决定而产生的危机感，特纳海军少将宣布：撤走航空母舰的空中掩护迫使他第二天一早也要撤走运兵舰和巡洋舰。
范德格里夫特少将抗议这种“逃跑”行动，但特纳相信，他如果想使自己的舰只不被日本轰炸机击沉，撤走运兵舰和巡洋舰是他唯一的选择。
紧张的会议一直持续到了午夜，美军负责此次作战的将领们在这次会议上进行了激烈的交锋。当会议后来中断，克拉奇利海军少将的专用汽艇开过来将他送往“澳大利亚”号巡洋舰停泊的海面上时，瓜岛黑黝黝的山峰周围闪着闪电。
克拉奇利的旗舰停泊在海峡入口前面30多英里的海面上，他的4艘巡洋舰正在海峡上进行例行的巡逻，两艘驱逐舰则停泊在萨沃岛的南面，担任警戒前哨。他的瞭望哨和雷达都没有发现三川军一正在逼近的巡洋舰上所出动的水上飞机。
特纳海军少将一直深知他的登陆编队是日军的首要目标，而从拉包尔到瓜岛的必经之路就是所罗门群岛两串岛链之间的狭窄水道。
他于8日曾特别加派一架侦察机沿“狭缝”侦察，但因为天气不好，这架飞机未能按命令飞完全程就返航了。因此，特纳对即将到来的海战一无所知。
日军方面，三川军一也算得上是智勇兼备的战将。他为做到知己知彼，在8日的4时，三川就命令5艘重巡洋舰各弹射起飞一架舰载侦察机，对瓜岛进行全面侦察。因此，三川军一了解了美军舰队的兵力组成和所在位置，当他知道美军在瓜岛海域有多艘航母，掌握着制空权而且兵力占优势，他便决定以己之长攻美军之短，实施夜战。
资源有限的日本在作战上更注重以其所谓的“奇兵利器”取胜。过去，在北太平洋上，三川军一指挥第8舰队的士兵常常利用恶劣的天气和漆黑的夜晚来苦练杀敌本领，因此他们的夜战能力得到了很大的提高。为了夜战的需要，日本还研制出了高倍的望远镜、稳定的照明弹和破坏力很大的氧气鱼雷。这种氧气鱼雷的直径有610毫米，装药量为454公斤，它在航速49节时射程为11海里，在航速为36节时射程为20海里。
16时许，三川军一又派了两架侦察机进行侦察，以进一步查明美军的情况。三川在即将进入瓜岛和图拉吉岛之间水域时，还第三次派出两架侦察机核实美舰的夜间停泊位置。正是由于三川进行了反复的侦察，对美军的情况已经完全掌握，所以，他决定从萨沃岛以南进入瓜岛和图拉吉岛之间水域，先消灭美军的巡洋舰，再消灭运输船，最后从萨沃岛以北撤出。
随即，日军通过旗舰“鸟海”重巡洋舰的灯光信号将作战计划通知到了各个作战舰船。
18时，日舰将甲板上的所有易燃物扔进海中，对弹药进行最后检查整备。22时30分，天色完全黑了，日军以“鸟海”号为首排成间距1200米的单纵列，在桅杆上升起白色识别旗，加速到28节，杀气腾腾地闯入瓜岛海域。
这个时候，弗莱彻借口舰载机损失和油料不足，自己早已远离了瓜岛。特纳只好紧急召集掩护编队司令克拉奇利和范德格里夫特开会，通报了这一情况，并宣布由于失去了空中掩护他的舰只也将在第二天撤走，范德格里夫特对此表示了强烈抗议。
尽管登陆部队的补给物资卸载量还不到四分之一，但特纳认为自己别无选择，他只能连夜尽可能多的卸下一些物资。
会议气氛十分紧张，开了数小时后也是不欢而散。就在会议结束，克拉奇利乘汽艇赶回旗舰的半路上，战斗打响了。
美军在这一海域的部署主要分为3个巡逻区：以瓜岛和图拉吉岛之间的萨沃岛中心点125度延伸线划分南北两个巡逻区，佛罗里达岛西侧子午线以东为东巡逻区。
南区由第1大队3艘巡洋舰、两艘驱逐舰负责警戒；北区由第2大队3艘巡洋舰、两艘驱逐舰负责警戒；东区由第3大队两艘巡洋舰、两艘驱逐舰负责警戒；另以两艘驱逐舰在萨沃岛以西巡逻，作为雷达警戒哨。
克拉奇利去开会前只是指定“芝加哥”号巡洋舰舰长代理指挥南区巡逻，既没有具体指示，也没作战预案。
★三川军一的谨慎行动
8月9日凌晨1时，日本夜袭舰队驶抵萨沃岛西北，日军瞭望兵首先发现了两艘巡逻的美军驱逐舰。
“右舷30度发现敌舰。”日本观察哨报告。
“鸟海”号观察哨发现了一个黑影，这正是美国“布鲁”号驱逐舰。“布鲁”号驱逐舰与其东北方向6海里外的“塔尔波特”号驱逐舰负责萨沃岛北部的巡逻警戒任务。按规定，两艘舰正在分头行动，相向对开，到规定地点再调头折回。但此时这两艘舰都没有发现三川军一的舰队。
三川军一此时比较冷静，他的目的是钻进盟军的“肚子”，好出其不意、乱中取胜。他为了避免被过早发现，命令舰队从左侧以22海里的时速绕过去。
这样，排成一字长蛇的日本舰队悄悄的转舵，他们各舰的右舷炮口都对准了“布鲁”号，随时准备轰击。
“布鲁”号对身边的敌人没有察觉，它掉转着舰首以每小时12海里的速度慢吞吞的向相反方向行驶，“塔尔波特”号驱逐舰随后也掉了头。
三川军一率舰队利用中间的这个小小的空隙，溜了进来。由于盟军方面的一连串失误，使得三川像一把尖刀插进了美国两栖部队的心脏。同珍珠港事件一样，谁也没有意识到日本人的攻击已经近在眼前。
“鸟海”号继续向前行驶，转到萨沃岛南方，仍然没有被发现。不久他们又隐约看见一个像是驱逐舰的黑影在向西缓缓行驶，原来这是日军白天空袭时被其鱼雷击中的盟军“贾维斯”号驱逐舰，它正开往澳大利亚去修理。真算是三川军一的运气好，“贾维斯”号也同样没有发现日军的夜袭舰队。
三川考虑到自己编队长达8000余米，作战海域狭窄，又是夜间，编队作战多有不便，于是下令各舰按照作战计划自行战斗。1时33分，三川下达了总攻击令。
于此同时，日舰观察哨凭借白天被炸伤到现在还在燃烧的美舰“埃里奥特”号上的火光，看到前方10海里外有一艘军舰。“鸟海”号迅速发出信号：“发现一艘巡洋舰，左舷7度。”
日舰虽然发射了鱼雷，但是鱼雷并没有击中目标。因为怕打草惊蛇，旗舰“鸟海”号没有开炮，所以其他日舰也没有开炮。
1时36分，日舰右舷观察哨又喊道：“3艘巡洋舰，右舷9度，向右移动。”这3艘军舰就是克拉奇利的南线部队的骨干：两艘重巡洋舰（“堪培拉”号、“芝加哥”号）和1驱逐舰（“帕特森”号）。“澳大利亚”号因为送克拉奇利去开会，没有参加这次战斗，否则也难逃厄运。
三川军一立即发出命令：“攻击开始。”而这一命令也被迅速的传到了鱼雷发射手那里。
“所有舰只同时进攻。”三川又补充道。
只见一串串射程11海里的远程鱼雷，带着1000磅炸药，以每小时19海里的速度奔向“堪培拉”号和“芝加哥”号。此时，“堪培拉”号和“芝加哥”号正缓缓向西北行驶，他们的左右由“帕特森”号和“巴格利”号护卫。
1时43分，美军“帕特森”号驱逐舰终于发现了日舰，用无线电发出警报：“注意！不明身份军舰正在进港！”
但这一警报已经太晚，日军的水上飞机投下了照明弹，将南区的美舰照得清清楚楚，日军的炮弹和鱼雷接踵而来。三川军一发现“鸟海”号距离“堪培拉”号约4000米，而“青叶”号和“古鹰”号距离“堪培拉”号也不远，均在舰炮的射击距离内。他不等鱼雷爆炸就命令用主炮轰击。
澳大利亚海军的“堪培拉”号巡洋舰右舷连中两条鱼雷，又先后被24发炮弹击中，很快就失去了战斗力。在“堪培拉”号巡洋舰上，巨大的爆炸引发了大火，大火沿着升降口的扶梯烧去，甲板上的油毡着了火，使火势更加凶猛了起来。没来得及逃出舱内的水兵们，在叫喊声中葬身于海底。
“堪培拉”号的舰长当场被日舰的炮火打死，一排排炮弹飞了过来，这艘遍体鳞伤的重巡洋舰在5分钟内便沉入了大海。
最先发现日舰的“帕特森”号驱逐舰与日舰展开了炮战。舰长下令发射鱼雷，但鱼雷长未收到命令而没有及时执行。于是该舰被日军击中一弹，两门舰炮被毁，顿失时去了战斗力。
“巴格利”号驱逐舰占到了向日军发射炮弹的好位置，但由于其鱼雷还没有装好，眼睁睁看着日舰离去。等到鱼雷可以发射的时候，他们早已追不上远去的日舰了。
很快，日人本人又盯上了一块更大的“肥肉”，这就是美国“芝加哥”号重巡洋舰。“芝加哥”号重巡洋舰的观察哨发现了日本军舰发射鱼雷时的橙色闪光，看见日军飞机在空中投掷的照明弹，然后友舰方向很快传来了爆炸声，值班军官马上意识到了事情的严重性，立即跑去向舰长博德报告。
这位南线部队的临时指挥官博德上校当时正在睡觉，就在他还没来得及整明白具体情况的时候，日军的照明弹已经把天空照得如同白昼，“芝加哥”号重巡洋舰周围已经升起了高高的水柱。
“芝加哥”号接到报警，博德舰长很快登上舰桥进行观察，就在这时，他发现有数条鱼雷射来，于是立即命令转舵规避。但为时已晚，1时47分，一颗鱼雷打进了“芝加哥”号的舰首。随后，“芝加哥”号的桅杆也被一发203毫米炮弹击中，这艘重巡洋舰虽然连连开炮还击，可日舰速度很快，它只来得及向日军队列最后面的“夕风”号驱逐舰发射了25发炮弹就失去了目标。
此时，主要战场已经向东北方向转移，“芝加哥”号单独缓慢行驶，不知不觉地向西退出了战斗。但是糟糕的是，“芝加哥”号上的美军并没有把南线部队发生的情况通知给北线部队。
3.在“铁底海峡”的战斗
三川军一的舰队仅用了6分钟就重创南区美舰，随即全速向北区杀去。
由于“芝加哥”号未将作战情况通知北区和东区，加之当晚的电闪雷鸣掩盖了南区的炮声和火光，所以北区美军全然不知日军已经杀来。
战斗发生时，克拉奇利将军在远离战场的“澳大利亚”号上，正命令他的7艘驱逐舰在指定位置上与他的旗舰会合。这是克拉奇利将军在没想到会发生交战的情况下下达的命令，于是，当现实的混乱发生时这一命令被误解，有4艘驱逐舰退出了战斗。
三川军一率领舰队继续以逆时针方向绕萨沃岛行驶去寻找新的目标。他的3艘重巡洋舰紧跟着旗舰“鸟海”号，但第4艘“古鹰”号却远远的落在了后边，以致其错误的向右行驶，在“古鹰”号后面的两艘日军舰船也跟它朝错误的方向开了过去。
可是，这个错误反倒帮了三川军一的大忙，三川的舰队如此一来分成了两段：在到达北线的日军舰队中，西面有4艘巡洋舰，东侧有3艘。三川处于了有利的战术位置，对北线的盟军舰队形成了合围之势。
1时45分，美国“文森斯”号巡洋舰的舰长利弗科上校比较警觉，他感到舰身在微微震动，还看到南区有炮火闪光。但他误以为那是友军在射击敌机，根本没想到是在进行海战，反而下令做好对空战斗准备。
日舰接近到8000米距离时，他们先打开探照灯，随后用所有炮火开始齐射。利弗科以为是这是南区的美舰，便用报话机要求对方关掉探照灯，停止射击，他还命令升起军旗，以表明自己身份，可日军则还以更猛烈的炮火。舰长利弗科这才明白过来，立即下令开炮还击。
不久，“文森斯”号上的舰载水上飞机被击中起火，成为明显的目标，日军就关闭了探照灯集中炮火猛轰。“文森斯”号连连中弹，不得不左转撤离，这时日军的鱼雷又蜂拥而来，它的左舷连中3条鱼雷，机舱爆炸，舰身严重左倾而沉没。
几乎在同一时刻，美国重巡洋舰“阿斯托里亚”号也遭到攻击。“阿斯托里亚”号上的枪炮长下令还击，但舰长格林曼认为这是在打自己人，命令停止射击。
“为什么要乱打炮？立即停止射击。这是谁发的警报？你们是在打自己人！”格林曼舰长听到警报后奔到舰桥上大声喝道。
只见弹如雨下，日军毫不客气的继续轰击。枪炮长一再恳求还击，舰长格林曼这才发现“文森斯”号周围已经水花四溅，他于是命令恢复射击。
但日军已经校准了目标，炮弹一发接一发命中。“阿斯托里亚”号燃起大火，上层建筑几乎全毁。二号炮塔被毁，炮手全部牺牲，甲板起火，灭火管也全部破裂，“阿斯托里亚”号只得向萨沃岛东南撤退。在日舰撤退后，美军派遣驱逐舰和扫雷舰等前往营救，但没有效果，“阿斯托里亚”号于中午12时15分沉没。
日军接着又用探照灯照住了盟军“昆西”号巡洋舰。重巡洋舰“昆西”号和其他的盟军舰只一样，在开始的时候也听到了日本飞机的声音，但值班军官不以为然。当“昆西”号上的炮手发现日舰时，向其开了炮，但这艘日本“青叶”号巡洋舰没有还击。
原来日本“青叶”号巡洋舰接到三川的命令，要他集中炮火攻击已经遭到重创的“阿斯托里亚”号。这使“昆西”号舰长穆尔也以为它是友方的舰只。这个错误不但让日本“青叶”号巡洋舰完成了轰击“阿斯托里亚”号的任务，还让“昆西”号在面临即将到来的攻击时来不及掉转好大炮。