日海军在萨沃岛海战中夜袭美澳舰队，取得辉煌战果，暂时掌握了瓜岛海区的制海权。但是，山本五十六一想到美海军陆战队仍占据瓜岛一隅，控制着瓜岛机场，构成心腹大患，心头不免隐隐作痛。在山本的命令下，三川几乎每夜都派出巡洋舰和驱逐舰，沿“狭口”海峡准时而来，把充满死亡和象征毁灭的炸弹倾泻到美军阵地上，炮击结束后又乘黑夜迅速返航。美军士兵将这一攻击行径称之为“东京快车”。
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的大火。接着，日军的巡洋舰队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鼓舞，当即组织反击登陆的美军，由于美军的防御组织有序，反击未获成功。
美军登陆瓜岛后，联合舰队司令部已意识到事态发展的严重性，形势对己方极为不利。山本五十六遂命第2舰队、第3舰队的大部和驻泊在提尼安岛的第11航空舰队司令部前往拉包尔岛，加强那里的防御力量。同时，山本五十六决定亲率联合舰队司令部及其“大和”等舰只，前往特鲁克岛去，以那里为根据地，亲自指挥联合舰队夺回瓜岛。
为此，他决定将联合舰队主力集结在瓜达卡纳尔岛北方海域。8月11日，近藤中将指挥的第2舰队驶离本土。8月16日和8月17日，南云中将指挥的第3舰队以及山本的旗舰“大和”号先后由内海西部南下出击。
8月17日下午，“大和”舰在驱逐舰和邮船“春日丸”改装的航空母舰“大鹰”号护卫下驶离柱岛泊地，经丰后水道，绕过佐田岬转向偏东，再经冲岛进入外海，径直向南方驶去。这时，月亮已落，海面一片漆黑。舰队在行进中还要高度警惕着随时都可能出现的美军潜艇。
8月18日黎明，山本五十六从“大和”号上眺望着远方茫茫的大海，他忍不住回头瞭望，日本岛已渐渐从舰队的视野中消失。山本禁不住感慨万千，他的心中似乎有一种不祥的预感。的确，山本五十六这是最后一次回望日本本土了。
这一次日本舰队倾巢而出，主要由三部分组成：一是瓜岛支援舰队，由海军中将近藤指挥，该编队由第二舰队和第三舰队组成，实力雄厚，拥有航空母舰“翔鹤”号、“瑞鹤”号，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；二是东南海区部队，由海军中将冢原指挥，其中包括田中少将指挥的瓜岛增援运输船团以及三川中将的掩护舰队，外加岸基航空兵的100多架战机；三是远征舰队，由小松中将指挥，主要兵力是9艘潜艇。
山本五十六将上述联合舰队的兵力组建了五个战术群，它们是：南云中将指挥的航空母舰主力群；以战列舰“比睿”号、“雾岛”号为主力的前卫群；以“龙骧”号轻型航空母舰作“诱饵”的牵制群，近藤中将指挥的先遣队；9艘潜艇编成的侦察群以及在后方跟进的瓜岛增援群。“五把尖刀”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。
山本五十六的如意算盘是：以身轻力薄的“龙骧”号轻型航空母舰为“诱饵”，吸引所有的美军舰载机，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日机，一举击沉美航空母舰。预计在全歼美舰队之后，日舰队再乘胜挥师，向瓜岛挺进，以猛虎下山之势，直扑瓜岛海域，炮击瓜岛机场。同时遣送登陆兵上岸，彻底消灭美海军陆战队，攻占瓜岛机场。
这就是山本五十六加紧推行收复瓜岛机场的“KA”作战计划。这个作战计划一旦得逞，美军面临的将是一场大劫难。不仅瓜岛上的美军因丧失海空补给而陷入坐以待毙的绝境；而且必将丧失瓜岛这一重要的攻占所罗门群岛的前哨基地，从而导致“嘹望塔”战役的破产。
因此，美军审时度势，开始了紧张的战备。
其实，山本五十六的一举一动，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。其编成为3~4艘航空母舰、2艘战列舰、12艘巡洋舰、20余艘驱逐舰、15艘大型运输舰，160多架岸基轰炸机和战斗机。”澳大利亚皇家海军情报部门的“沿海警卫队”也掌握了日本舰队的最新动向，并立即拍发了警告电：“日舰队在迅速逼近！”
美南太平洋部队和地区司令戈姆利立即指令弗莱彻海军少将，务必保护通往所罗门群岛的航线，并即刻筹划迎敌之策！
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的突然袭击，本来是一个一般重要的军事行动，现在却要发展为一场决定太平洋战争前途的大海战了。
8月24日上午，日海军舰队在大雾弥漫的海面上时隐时现。9时，田中增援群已驶至位于瓜岛以北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海里的方位作掩护；以“龙骧”号为主的牵制群在南云部队的右前方。
9时5分，一架由恩德尼岛起飞的美军水上飞机发现了山本精心设计的“诱饵”——轻型航空母舰“龙骧”号。这是—艘日本建造最早的航空母舰，排水量仅8，000吨。在此次战斗中，该舰不仅充当“诱饵”，还受命对已被美军占领的瓜岛机场进行空中轰炸。
当美侦察机发现目标后，立即发回报告：“第61特混编队西北280海里，发现航空母舰1艘，巡洋舰1艘，驱逐舰2艘。”
弗莱彻少将闻报后将信将疑，因为前一天曾派出三批美机，都未发现日舰队，难道这一支编队是从海底冒出来的吗？他马上命令“企业”号立即派飞机在一个250海里范围的扇面内进行侦察。至12时29分，已有23架侦察机和轰炸机升空。13时，美军的雷达警戒舰忽然发现很多空中目标，距离100海里，向瓜岛方向飞驰。不久，传来了令弗莱彻沮丧的消息：由“龙骧”号起飞的15架战斗机和6架轰炸机，同拉包尔起飞的日本轰炸机在瓜岛上空会合后，联合轰炸了瓜岛机场。
弗莱彻闻讯后立即采取了行动。13时45分，他下令“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。
但紧接着弗莱彻又收到了一连串不祥的情报：
“在日‘龙骧’号东北60海里处又发现了日军航空母舰一艘！”
“14时30分发现两艘航空母舰，方位340。，距离198海里！”
“14时40分发现日军前卫群的4艘巡洋舰和多艘驱逐舰，方位347°，距离225海里！”
而此时，美军已有51架轰炸机、15架鱼雷机在空中执行侦察、攻击和防潜任务，两艘航空母舰的飞行甲板上只剩下14架轰炸机和12架鱼雷机。
更令弗莱彻恼火的是航空母舰与升空飞机之间的通讯联络极不通畅，他欲令那批攻击“龙骧”号的美机中途转向，去攻击日本的那两艘大型航空母舰，但苦于联络不上，只好组织现有兵力迅速应敌。
从“萨拉托加”号航空母舰上起飞的38架美机，神不知鬼不觉地于15时5分到达“龙骧”号上空。这时，“龙骧”号正转向逆风行进，想让自己的飞机腾空。美机抓住这一有利的攻击时机，立即展开了围剿。美轰炸机从高空中飞扑而下，刹那间，有4颗炸弹在“龙骧”号甲板上爆炸。
与此同时，美鱼雷机从目标前方两面同时进入，在60米高度，840米远的位置上迅速投放鱼雷，有一条命中目标，顿时全舰被大火和浓烟所笼罩，舰体向左倾斜20°。很快。“龙骧”号已不可救药，并于当晚8时沉没在大海之中。
山本五十六苦心投放的这只“诱饵”最终落入了鱼腹，而鱼儿却没有上钩。
但是，正当“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，南云中将喜形于色，以为美国人已经中了调虎离山之计，断定此次定能大功告成。当一架日军侦察机在被击落前发回了美舰编队确切位置的报告后，南云立即于15时7分派出80余架日机，对美航空母舰进行首次打击。
16时2分，“企业”号上的雷达发现了许多空中目标，距离88海里，方位320。。这就是前来进攻美舰的日机群！弗莱彻急忙下令甲板上待命的飞机起飞前往截击。不久，空中待命的“野猫”式战斗机已达53架。同时，“企业”号上仅存的11架轰炸机和10架鱼雷机，也与“萨拉托加”号上的5架鱼雷机和2架轰炸机合兵一路，前往攻击日舰队。
至此，弗莱彻已把全部家底摊了出来。
16时29分，由36架日俯冲轰炸机和12架日鱼雷机组成的第一攻击波，在24架战斗机的掩护下，渐渐逼近美舰队，美机立即迎了上去，双方机群在距离“企业”号25海里处的浓密云层中摆开阵势，一场殊死的空战就这样开始了，周围几千米的天空中充满了飞机刺耳的喧嚣声。攻击“龙骧”号后返航的美SBD“无畏”式俯冲轰炸机和TBF“复仇者”式鱼雷机，也不失时机地赶来参加了这场空中恶战。美机勇敢地冲击，打乱了日机队形，在日机尚未进入轰炸航线时，他们就一举击落了6架。
赴任日本联合舰队司令官的山本五十六。不久，30架日本俯冲轰炸机在混战中突破拦截网，直取航空母舰“企业”号。在这万分危急的时刻，“企业”号奋力反击。“北卡罗来纳”号战列舰射出的炮弹也在空中频频炸响，纷飞的弹片和黑色的硝烟在航空母舰上空构成一道屏幕，数架日机中弹后爆炸，但终有多架日本俯冲轰炸机接连突破火网。16时41分，第一批接近目标的日机以70°的舷角进行俯冲，在不到500米的高度上投弹。一位美国军官在惊慌之中竞拔出他的11．43毫米手枪朝着直冲下来的轰炸机射击，直到把子弹打光为止。
“企业”号舰长阿瑟·戴维斯海军上校拼命用大舵角急转，规避炸弹。但日机单机鱼贯而入，每隔7秒就有一架不顾死活地进行俯冲轰炸，至16时45分，“企业”号被击中3颗炸弹。第一颗炸弹在穿过“企业”号航母的第一、二层甲板时并未爆炸，到达第三层甲板时，轰然一声发出惊人的巨响，35人当场死亡，并引起大火。一分钟后，第二颗炸弹命中“企业”号舰尾升降机右侧10米处，橙色的火花四溅，紧靠炸点的38人顿时毙命。第三颗炸弹将起飞信号台炸掉，39人丧生，舰面烈焰腾空。
“企业”号的舰体倾斜3。，舰面上大火升腾，一片混乱。经过消防人员大半个小时的奋力扑救，“企业”号上的大火终被扑灭。虽然“企业”号身负重伤，但航速仍可达24节，仍能掉转船头，迎风顶浪，接候返航的飞机。
不久，弗莱彻命令l艘巡洋舰和4艘驱逐舰为“企业”号护航，驶返珍珠港进行修理。
激战中，“萨拉托加”号与“企业”号距离拉大到10海里，目的在于分散日军的攻击力量。当“企业”号遭难之际，“萨拉托加”号趁乱逃离，避免了厄运。
16时55分，美舰队又面临着极大的危险，由日轰炸机18架，鱼雷机9架和战斗机3架组成的第二攻击波，渐渐向弗莱彻逼近。岂料日机飞抵美舰以西50海里处时，燃油即将耗尽，被迫返航，美舰队幸运地避免了一次致命打击。
在这次海战中，日航空母舰“翔鹤”号、“瑞鹤”号安然无恙，因为从“企业”号上起飞的美机没有找到目标，这批美机在燃油即将用完时，不得不扔掉炸弹和鱼雷返航。从“萨拉托加”号上起飞的5架鱼雷机和2架轰炸机，于17时35分发现了近藤麾下的支援群，这支单薄的空中打击力量击伤了日本水上飞机母舰“千岁”号。
入夜，弗莱彻决定向南撤退，以避免与日军夜战，而日军则合兵一处，高速向南追击，但没有发现美舰踪影。24日24时，日舰队开始向特鲁克基地返航。
由于已经返航的日本飞行员报告了他们的战绩非凡，驻拉包尔的三川中将十分满意，认为美国的两艘航空母舰已被击沉，便立即向曾一度改变航向的瓜岛增援群发出了警报解除的信号，命令他们继续向瓜岛进发。
在利用暗夜继续南下的途中，田中命令护航队的5艘驱逐舰先行驶入瓜岛海面，炮击机场，担任掩护的巡洋舰也派水上飞机向美军阵地投掷小型炸弹进行骚扰。
25日黎明，继续向瓜岛航进的日军登陆输送船团在离瓜岛不到100海里的海域，被美国曼格仑少校率领的“仙人掌航空队”发现了。8架“无畏”式俯冲轰炸机集中攻击了护航的轻巡洋舰“神通”号，9，300吨的大型运输船“禽章丸”也被炸伤。驱逐舰“睦月”号立即赶来救援。10时15分，由圣埃斯皮里图岛起飞的美军8架B-17“飞行堡垒”式轰炸机也嗡嗡地飞来了，但正在救援的“睦月”号舰长烟野健次海军中佐对这种高空水平轰炸机满不在乎，他从来还没有见过这种飞机曾准确地命中过目标。不料凌空而下的炸弹恰恰有3颗命中了“睦月”号，刹那间就把它炸沉了。当人们把落汤鸡似的烟野舰长从海里打捞上来后，他还愤愤不平地说：“连B一17也有机会逞能了。”
在拉包尔的日海军司令部看到瓜岛登陆运输船队处境险恶，只好电令田中回撤至肖特兰德群岛的费希港，原订的8月24日向瓜岛运兵的计划就这样中途夭折了。东所罗门海战由此落幕。
东所罗门大海战粉碎了山本五十六妄图孤注一掷，击溃美太平洋舰队，迅速拿下瓜岛机场的战略企图。正如一位日本军官评论的那样：“我军夺取瓜达尔卡纳尔岛的计划不可避免地半途而废了。”海战的结局进一步使瓜岛之战陷入长期之争的局面，并为日本人最终在瓜岛一败涂地的结局埋下了种子。因而决不是一场“无足轻重的战斗”。
由于东所罗门大海战未能一决胜负，因而新的海空激战又在酝酿之中。秋色不分
继萨沃岛海战和东所罗门大海战之后，日美双方在陆海两条战线上不断加码，不断增兵，瓜岛争夺日趋激烈。虽然任何一方都在竭尽全力，处心积虑地企图把对手吃掉，然而双方势均力敌，相持不下，瓜岛战局成胶着状态。
1942年10月9日，3，000名荷枪实弹、全副武装的美军士兵乘坐2艘运输船和8艘驱逐舰，从新喀里多尼亚的努美阿拔锚起航，前往瓜岛实施增援。预计13日晨到达瓜岛隆加湾抛锚并卸载。