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，也没有作战预案。8月9日至12日，日军对瓜岛的美军进行试探性进攻。首先用飞机进行空中轰炸，重达500磅的炸弹的弹片，在灌木丛中纷纷乱飞，岛上腾起冲天的浓烟和熊熊大火。接着，日军的巡洋舰和驱逐舰又对瓜岛进行两次震天动地的轰击，炮击后即迅速返航。这给岛上残留的日军带来了鼓舞，当即组织反击登陆的美军，由于美军的防御组织有序，日军反击未获成功。
三、鏖战在东所罗门终败北南云沉沙
8月21日夜，腊包尔日军司令部得知一木支队被歼，非常震惊，这才意识到瓜岛美军并非是小股部队，决定于次日派出增援部队，争取在8月底前夺回瓜岛。山本以第八舰队全力保障增援部队的航渡安全，以联合舰队主力乘机诱出美军的航母编队消灭之。为实现这一企图，他几乎将所有在南太平洋的作战舰艇分为5队送上瓜岛。
山本亲自乘“大和”号战列舰，由1艘护航航母和3艘驱逐舰掩护，在所罗门群岛以北海域，实施全面指挥。并在所罗门群岛部署了10余艘潜艇严密监视美军动向。
美军深知如果不能掌握瓜岛的制海权和制空权，就无法对岛上部队进行补给和增援，那样瓜岛也将得而复失。鉴于南太平洋地区的海军在萨沃岛海战中损失惨重，海军作战部长诺克斯上将决定从美国本土及珍珠港等地区抽调舰艇加强南太平洋，但这些舰艇尚未到达，就发现日军联合舰队主力已从特鲁克南下，显然极有可能采取重大行动，戈姆利只得使用现有兵力准备迎战，其主力就是弗莱彻指挥的第六十一特混编队。
8月23日凌晨，弗莱彻的舰队到达瓜岛以东海域，随即被日军1艘潜艇发现，并立即报告山本。南云获悉这一消息便命令主力群由航行序列改为战斗序列，加速南下，准备攻击美军。
10时许，美军的1架侦察机发现日军的增援群，弗莱彻接到报告后，于14：45分派出轰炸机31架、鱼雷机6架前去攻击，16：15分美战斗机中队长史密斯少校马上率战机起飞。
“野猫”式战斗机在泥泞的土跑道上费了很大劲好不容易才爬上了天空，但迎面即遭到“零”式战机的扫射。然而，史密斯凭着自己高超的技术，驾着那架“野猫”战机巧妙地躲过日机的攻击，并很快爬到有利的射击位置，此时8挺机载航空机枪一起开火，一下子就打得1架“零”式战斗机凌空开花，首创“仙人掌”航空部队击落“零”式战斗机的记录，这也是他在瓜岛海空战中击落的19架日机中的第一架。
入夜后，美军又派出5架水上飞机向目标海域飞去，但以上3批飞机都没有找到日军增援群，只好扔掉炸弹鱼雷返航。这是因为日军增援群的司令田中经验丰富，他见被美军侦察机发现立即掉头向西北规避，驶出了美军飞机的作战半径，躲过了美军的攻击。
弗莱彻又接到情报说日军的航母还在特鲁克附近活动，他判断近几天不会有大规模战斗，便令第十八特混大队返回南方加油，其余两个大队则继续在马莱塔岛以东活动。这一决定使得他在以后的战斗中失去了一支劲旅，显得有些势单力孤。
8月24日晨，美军两个大队在马莱塔岛东南海域，而日军的大多数战术群也到达马莱塔岛东北海域，双方相距300余海里，而且通过昨天的侦察都知道对方就在附近，只是不清楚对方的具体位置。
11时，美军的1架水上飞机发现了日军的牵制群，但弗莱彻不大相信，没采取攻击行动。
13时许，日军牵制群的“龙骧”号航母共起飞6架轰炸机和15架战斗机，前去攻击瓜岛机场。这些飞机遇到了美军“仙人掌”航空队的有力拦截，被击落一大半，没有能破坏瓜岛机场，但却起到了诱敌作用。
弗莱彻从雷达上发现这一情况，认为这是日军主力的航母编队，立即命令“萨拉托加”号航母出动30架轰炸机和8架鱼雷机前去攻击。
但随后不久，美军的1架水上飞机又报告在已知目标（即日军牵制群）的东北60海里处发现日军1艘航母，这是日军的先遣群。14：30分，“企业”号航母的侦察机发现了以2艘航母为核心的日军大舰队，也就是日军的主力群。弗莱彻这才感到形势有些不妙，马上命令攻击日军牵制群的机群转向攻击日军主力群，但由于航母与出击机群之间的通讯联络不畅，机群没有接到这一命令，于15：50分到达“龙骧”号上空，此时“龙骧”号正逆风航行准备起飞第二批飞机，美军30架轰炸机从4200米高空实施俯冲轰炸，8架鱼雷机则分为两队从左右两面以60米高度270米近距离投雷，“龙骧”号规避不及，被1条鱼雷和10余枚炸弹击中，舰体左倾20度，大量进水，于当天20时沉没。
当主力群司令南云得知美军舰载机前去攻击牵制群，认为时机已到，于14时许派出第一攻击波，计攻击机27架，战斗机10架。15时又出动第二攻击波，计攻击机27架，战斗机9架，直扑美军航母编队。
与此同时，日军先后有两架侦察机飞临美军航母编队，虽被美军击落，弗莱彻认为日机在被击落前一定已经发出了报告，自己的位置肯定已经暴露，下令作好防空战斗准备，增加了在空中巡逻和甲板待命的战斗机数量，并将队形变为防空队形，为分散日军的攻击力量，两个大队拉开了10余海里的距离，考虑到“企业”号距敌较近，弗莱彻命令“企业”号负责统一指挥两艘航母的战斗机。
几分钟后，“企业”号雷达发现88海里外有一批日机飞来，弗莱彻立即命令两艘航母上的13架轰炸机和12架鱼雷机全部起飞，前去攻击日军航母；甲板待命的战斗机也全部升空，这样空中警戒的战斗机已增加到53架。
16：25分，空中警戒的战斗机报告发现日机。“企业”号的战斗机引导员本来计划在日机展开前进行拦截，但由于空中飞机数量很多，航母与飞机，飞机与飞机之间通讯频繁，导致通讯阻塞，引导截击的命令无法及时发出。
16：29分，日军机群到达距“企业”号30海里处，分为几队展开，这就使美舰雷达显示屏上图像混杂，战斗机引导员分不清敌我，无法指挥拦截。美军战斗机充分发挥主动精神，在距“企业”号25海里处上前拦截，双方发生了激烈空战，日机被击落6架。
16：40分，日机开始对“企业”号实施俯冲轰炸，当时第十六大队已排成防空环形队形，“企业”号位于中央，周围有9艘军舰环护，以猛烈高射炮火进行拦阻射击，“企业”号还不时以大舵角急转弯规避攻击。
由于日军飞行员的素质比中途岛战役时下降很多，加上美军炮火猛烈，日军鱼雷机在占领攻击阵位前就被全部击落，轰炸机也只有少数几架突破投弹，“企业”号被命中3枚250公斤炸弹，炸毁升降机两座，引发大火，炸死72人，船舷漏水，舰体横倾，所幸伤势不重。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，恢复平衡，航速达到24节，能够接受飞机着舰。
日军主力群的第二攻击波一直飞到距“萨拉托加”号50海里处也没有发现美舰，因燃油消耗过半，只得返回。
在日机来袭前起飞的“企业”号的11架轰炸机和7架鱼雷机也没有找到日军主力群，轰炸机飞往瓜岛机场着陆，鱼雷机则返回了航母。而同时起飞的“萨拉托加”号的2架轰炸机和5架鱼雷机却意外发现了日军的先遣群，随即发动攻击，击伤了“千岁”号水上飞机母舰。这批美机除了2架鱼雷机在圣克里斯托巴尔岛迫降，其余飞机都安全返回了母舰。
弗莱彻接收了出击的飞机后，天色已黑，为避免夜战，率领舰队向南撤退。
日军先遣群遭到攻击后，高速向南追击，还派出水上飞机前去搜索，只发现1艘正在援救落水飞行员的美军驱逐舰，再无其他发现。当晚24时，山本下令撤出战斗，先遣群、主力群即以28节北撤。
日军只顾寻找美军航母决战，却忘了保护增援群，增援群23日被美军发现后，果断向西北退避，这才避免遭到攻击，在圣伊萨贝尔岛附近逗留了一整天，于24日12时再掉头南下，计划于25日将增援部队送上瓜岛。
8月24日9：35分，增援群到达马莱塔岛以北海域又被美机发现，瓜岛的“仙人掌”航空队立即起飞8架“无畏”俯冲轰炸机进行攻击，日军增援群中主要的运输船“金龙丸”号被击沉，旗舰“神通”号巡洋舰和另1艘驱逐舰被炸伤。不久，从圣埃斯皮里图岛起飞的B—17轰炸机也赶来助战，将“睦月”号驱逐舰击沉。鉴于缺乏空中掩护，加上所运送的部队已经损失大半，腊包尔的日军指挥部只好令其返航。晚上，日军对岸射击群对瓜岛进行了炮击，也没有什么显著效果。所罗门群岛以东海战至此结束。
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1艘，被击伤水上飞机母舰、驱逐舰各1艘，损失飞机90架。美军仅1艘航母被击伤，损失飞机17架。对日军来说，不仅歼灭美军航母编队的企图没有实现，而且向瓜岛增援的目的也没达到。可以说日军在这次海战中是彻底失利的。
四、定胜负瓜岛海战太平洋硝烟稍敛
日军夺回瓜岛的企图接连受挫后，仍不甘心，夜以继日地向瓜岛增兵。不久，他们在瓜岛的兵力超过了美军。但日军最高指挥部仍对增援的速度不满意。他们决定由护航舰队一次把肖特兰群岛基地的增援部队全部运至瓜岛。11月12日黄昏，在阿部少将的指挥下，11艘运输船和12艘驱逐舰载着1.1万名日军顺狭窄水道驶往瓜岛。另外，包括“比睿”号和“雾岛”号战列舰在内的一支炮击编队，从特鲁克岛赶来，企图对亨德森机场实施夜间炮击。
同一天，美海军少将特纳奉命率舰队将6000多名陆军和海军陆战队援兵送上了瓜岛。傍晚，特纳的护航舰队向东南回撤时，巡逻飞机报告，日本炮击舰队正在接近瓜岛。于是，特纳从护航舰队中抽出5艘巡洋舰和8艘驱逐舰，在海军少将卡拉汉的指挥下，重返铁底湾，由此掀开了瓜岛海战的序幕。
这是一个星光闪烁的夜晚，美日两支编队面对面地驶进了瓜岛以北的铁底湾。顿时，两军舰只绞在了一起，混战一场，其混乱及激烈程度是海战史上前所未有的。幸运的是，日战列舰只携带的是356毫米的轰击阵地用的杀伤弹，而不是穿甲弹，美军编队才免遭覆没的命运。
交火中，双方编队被打散，交战变成了舰与舰之间的单独决斗，不时发生同室操戈的情况。待天明才发现，两军损失都很严重。日军2艘驱逐舰、1艘巡洋舰和旗舰“比睿”号被击沉。美军4艘驱逐舰、1艘巡洋舰被击沉。卡拉汉将军、斯科特将军及大部分参谋人员在海战中阵亡。此战，日军编队占有绝对优势，但美军打乱了日军的计划，迫使阿部的增援舰队撤回了肖特兰岛基地。
从14日5：55分起，直到下午15：30分，近10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8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，田中指挥编队趁着美军飞机不能组织大规模夜间空袭向瓜岛前进。
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法隆格海滩，立即开始卸载。田中率领驱逐舰于2：30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。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3天的海战才告结束。