成单纵列，以28海里的速度向前冲去。舰首掀起浪花，风打在桅上呼呼作响，美军仍未发现有舰队攻来。在黑暗中的日军虽然没有雷达，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”舰上的了望员高声喊道。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，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，但美驱逐舰并未反应。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。
“右舷9度，重巡洋舰3艘，向左前进。”舰桥内传来了了望员的喊声。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”号舰长早川大佐冲三川狡黠一笑，接着转向话筒：“朝右舷发射鱼雷！——放！”
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，一架日本侦察机凌空投下照明弹，把美舰“芝加哥”号和澳舰“堪培拉”号的舰身照得一清二楚。
“照射！射击开始！”
舰桥一声令下，“鸟海”号上的探照灯突然亮起，并捕捉住了航行中的敌舰队第1号舰“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，舰长哥丁上校还以为是潜水艇发射的，高声叫道：“左满舵！”
在海面疾驰而来的雷迹，发出闪亮的夜光，耀眼夺目。舰身急转，可是迟了一步。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。随着又是一声爆炸，舰身突然向左倾斜。哥丁舰长此时仍认为是潜艇攻击，想到后面还有“芝加哥”号救援，对该舰的受伤程度并不怎么在意。然而，就在这时，从左侧黑暗中，连续发出闪光，并传来巨大的炮击声，他这才意识到日本的舰队就在附近。
“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来，瞬间就有24发炮弹打在“堪培拉”号的干舷上。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。一些伤重而生命垂危的水兵仍在挣扎着把烈火烤得发热的炸弹推到海里去，但不可救药的“堪培拉”号还是在9日晨8时沉入了大海。
跟随在“堪培拉”号后面的“芝加哥”号也没交上好运，舰首被鱼雷击中，爆炸掀起的水柱使前甲板涌满了海水。同时该舰前桅又被日军巡洋舰发射的一发炮弹击中，舰面弹片横飞，死伤惨重。“芝加哥”号只好脱离编队撤出了战斗。
三州舰队在炮战后，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，结果无意中形成对美舰队的两面夹攻之势。“乌海”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，这正好给日舰指示了目标，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”号与“昆西”号；“阿斯托里亚”号受重伤后于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，全歼瓜岛美军运输舰船，真可谓囊中取物，易如反掌。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，作贼心虚的三川突然下令舰队返航撤出战斗。日美在瓜岛的第一次海战就这样结束了。
海战结果，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、驱逐舰正艘，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而外，无一重伤，日军死亡仅58人，伤53人。可谓大获全胜。但是，由于日舰队未能乘胜摧毁美运输船队，使日军的胜利受到损失。正在柱岛抛锚的山本五十六更是不满。他在得知美航空母舰特混编队出现在所罗门海域之后，赌博的天性，使他认为美军决不会轻易认输，所罗门海域或许正是他挽回中途岛败仗的最好场所。他决心孤注一掷，拿出其全部家产与美国太平洋舰队在此一搏，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腊包尔。8月17日，他自己亲率“大和”号，由