В 08:00 эскадра адмирала Танака была обнаружена самолетом-разведчиком противника, и мечты о скрытном подходе к острову улетучились. Вскоре после этого с наблюдательного поста на Гуадалканале доложили, что у Лунги замечено более десятка эсминцев противника. Сообщения из других источников также подтвердили, что вокруг Гуадалканала патрулирует крупное соединение надводных кораблей противника.

В 15:00 адмирал Танака передал на свои корабли директиву:

"Вечером весьма вероятен бой с надводными кораблями противника. Хотя нашей главной задачей является выгрузка снабжения, всем быть готовыми к бою. Жду от всех проявления инициативы с тем, чтобы разгромить и уничтожить противника".

Американское соединение, которое шло на перехват эсминцев адмирала Танака под командованием контр-адмирала Карлетона Райта, использовало то же построение, что и накануне применили погибшие адмиралы Каллаган и Скотт. Впереди, в сторожевом охранении, шел эскадренный миноносец "Флетчер", оборудованный новейшей радиолокационной аппаратурой. "Флетчер" уцелел в ночном бою двухнедельной давности, но тогда он шел в арьергарде строя, а сейчас был выдвинут в передовой дозор. За ним в кильватерной колонне шли четыре эсминца авангарда и пять крейсеров. Замыкали строй еще два эсминца. Таким образом, численное и материальное преимущество американцев было подавляющим. А боевая мощь наших эсминцев была уменьшена почти вдвое сложенными на палубах ящиками и бочками с армейскими грузами. Эти грузы уполовинили обычный запас снарядов и, что самое главное, торпед. Вместо обычных шестнадцати на каждом эсминце их было восемь.

Соединение адмирала Райта вышло на рассвете из Эспириту Санто специально на перехват эсминцев адмирала Танака, которые были замечены накануне разведывательным самолетом. В 21:00 радар крейсера "Миннеаполис" на дистанции 26 000 метров обнаружил японскую эскадру. Через десять минут на экране радиолокатора эсминца "Флетчер" на расстоянии 7000 метров слева по носу была обнаружена цель, и эсминец приготовился к торпедному залпу. Но прежде чем "Флетчер", а также эсминцы "Перкинс" и "Драйтон" получили разрешение выпустить торпеды, были потеряны пять драгоценных минут.

В это время эскадра адмирала Танака находилась всего в 5000 метрах от места сброса грузов в воду, когда в 21:00 поступило донесение с эсминца "Таканами", находящегося в передовом охранении: "Вижу противника по пеленгу 100. Три эскадренных миноносца".

"Таканами" немедленно дал по обнаруженным кораблям восьмиторпедный залп и открыл огонь из всех орудий. Эсминец действовал по собственной инициативе, не запрашивая адмиральского разрешения.

До того, как пять американских крейсеров не открыли огонь, адмирал Танака даже не подозревал об их присутствии в районе боя.

Оценив обстановку, адмирал приказал немедленно приостановить сброс грузов и увеличить ход до полного. Было 21:22.

Судя по всему, все американские корабли вели огонь только по "Таканами". Получив много прямых попаданий, эсминец был охвачен пламенем и погиб вместе со всем своим экипажем из 211 человек.

Под прикрытием горящего "Таканами" адмирал Танака совершил смелый поворот на 180 градусов, приводя свои эсминцы на параллельный курс с противником. В этот момент американцы выпустили двадцатиторпедный залп с трех эсминцев, но благодаря повороту, все торпеды прошли мимо.

Затем японские корабли, завершив поворот, сблизились с противником, и головной "Наганами", разворачиваясь влево, выпустил веер из восьми торпед по идущему впереди вражеской колонны крейсеру "Миннеаполис". В "Миннеаполис" попали две торпеды, оторвав ему носовую часть и вызвав взрыв в одном из котельных отделений. В результате головной крейсер противника потерял ход. Следующий за ним тяжелый крейсер "Нью-Орлеан" с трудом избежал столкновения со своим флагманом, отвернув влево, когда в него попала торпеда, выпущенная, видимо, "Макинами". Попав в левую носовую скулу крейсера, торпеда детонировала носовые погреба, в результате чего носовая часть крейсера оказалась оторванной по вторую башню главного калибра.

Идущий за "Нью-Орлеаном" тяжелый крейсер "Пенсакола", избегая столкновения со своим мателотом, покатился влево и получил торпеду, от взрыва которой вспыхнули цистерны с мазутом, и крейсер превратился в огненный ад.

Следовавший за "Пенсаколой" легкий крейсер "Гонолулу" резко положил руль вправо, чтобы не столкнуться с горящей "Пенсаколой" и выйти из освещенного пожаром пространства. Крейсеру удалось избежать предназначенной ему торпеды, уклонившись в северо-западном направлении.

"Нортхэмптон", идущий концевым в колонне крейсеров противника, мало что мог сделать, не обойдя своих горящих товарищей. Вначале он пошел за "Гонолулу", но видя, что японские корабли идут западным курсом, также пошел в этом направлении, открыв огонь из своих 8-дюймовых орудий. Ведя огонь почти вслепую, "Нортхэмптон" не добился попаданий, но получил в левый борт две торпеды, вызвавшие страшный взрыв боезапаса. Охваченный пламенем крейсер стал погружаться в воду.

Израсходовав торпеды, эскадра Танака полным ходом стала уходить на северо-запад, оставив за собой горящего и ошеломленного противника. "Гонолулу" оказался единственным крейсером противника, избежавшим повреждений в этом бою. В темноте и суматохе крейсер открыл огонь по эсминцам собственного арьергарда "Ламсону" и "Ларднеру". Перестрелка продолжалась около 15 минут, после чего эсминцы скрылись в темноте.

Отойдя на 50 миль от Гуадалканала, адмирал Танака приказал своим оставшимся семи эсминцам доложить о повреждениях и потерях. Никаких повреждений и потерь в личном составе его корабли не имели. Казалось просто невероятным, что удалось нанести такой ущерб противнику ценой потери всего одного эсминца. Но адмирал Танака был в мрачном настроении. Он переживал потерю "Таканами" и угрюмо молчал весь путь обратно в Рабаул. Адмирал подумывал даже вернуться и снова вступить в бой с противником, а заодно поискать спасшихся из экипажа "Таканами". Четыре его эсминца израсходовали все свои торпеды, один - половину, а два эсминца вообще не израсходовали торпед, поскольку находились на невыгодном угле относительно цели. Поэтому Танака дал приказ возвращаться в Рабаул.