中途岛海战的失败，对自以为天下无敌的日军是个沉重的打击。山本五十六所希望的短期决战、早期和谈就此破灭，日美海军实力对比发生逆转。
然而，日本不相信美国会很快发动反攻。从当时的形势来看，虽然日本海军在中途岛海战中丧失了4艘精锐的航空母舰，但其对胜利的前景并没有失去信心。山本的联合舰队中还有不少大型航空母舰和能征善战的将士。
在常规舰队方面，山本五十六的联合舰队的水上兵力几乎没有受到什么损伤，其实力几乎相当于美太平洋舰队的两倍。如果在广阔的太平洋上进行角逐，日本海军并不是没有赢得胜利的希望。山本对这一点十分清楚，然而他对如何寻找美舰队进行决战，心里却没有底。
中途岛海战结束后刚过一周，日本大本营就取消了原定于1942年7月侵占新喀里多尼亚、斐济、萨摩亚等岛屿的计划。但日军并非意识到了自己的实力已大为削弱而放弃实施对南太平洋诸岛的进攻，而是计划先在瓜岛修建航空基地，派出航空兵力掩护对新几内亚岛的莫尔兹比港的进攻。在新几内亚岛站稳脚跟后，再向东南逐步推进，紧逼同盟国在南太平洋上的重要基地——澳大利亚，以此重新夺回战略主动权。
为实现这一战略企图，日本大本营陆军部大力充实于1942年5月组建的第十七军。该军由天皇侍从武官长的弟弟百武晴吉中将任军长，军部设在新不列颠岛的拉包尔。至8月初，该军已辖有南海支队、一木支队、青叶支队等部，总兵力约13个大队，集结于新几内亚东部和俾斯麦群岛，担负攻占莫尔兹比港的任务。
日本大本营海军部则于1942年7月成立第八舰队，任命三川军一中将为司令，下辖第六和第十八战队和第二十九、第三十驱逐舰大队，第七、第十三和第二十一潜艇战队，拥有包括重巡洋舰4艘、轻巡洋舰3艘在内的多艘军舰和潜艇，主力部署于拉包尔，协同第十七军作战。联合舰队还增派第二十五航空战队所辖的百余架岸基飞机进驻拉包尔，提供空中掩护。
日军继1942年1月进占拉包尔，并将这个港口和附近的机场建设成南太平洋最重要的海空基地后，又于1942年5月，占领了图拉吉岛。这个岛是南太平洋海空交通的枢纽要地，原是英属所罗门群岛保护地的首府，由澳大利亚委派的总督常驻在这里。日本占领这个岛，主要是想建水上飞机基地。日军占领该岛后就开始修建机场，并对附近岛屿进行勘察，发现瓜达尔卡纳尔岛（简称瓜岛）比图拉吉岛更适合建机场。
6月16日，日军派门前鼎大佐率第十一工兵队约2000名工兵登上瓜岛，开始修筑机场。
7月1日，又加派冈村德长少佐率第十三工兵队约700名工兵上岛，加强施工力量，并限令于8月5日前完工。经过紧张的施工，至8月初，瓜岛机场已基本建成，辅助设施也大体完工。此时，瓜岛有日军工兵2700人、警备部队240人，共约2940人。
这个时候，美国太平洋舰队作战情报处破译了日本海军的第二十五号密码电报，得知了这个岛上的消息。
如果瓜岛机场修成，日军从这一机场起飞的飞机就能够到达圣埃斯皮里图岛、埃法特岛、新喀里多尼亚岛一线，将严重威胁美国至澳大利亚的海上交通线。美国当然不能等闲视之。
自从中途岛大捷以后，美军士气大振，一直跃跃欲试，准备发起反攻。
美国海军作战部长欧内斯特·金上将在中途岛战役胜利后说：
中途岛战斗是日本海军350年以来的第一次决定性的败仗。它结束了日本长期的攻势，恢复了太平洋海军力量的均势，解除了日本对夏威夷及美国本土的威胁。
此后，日军作战将限于南太平洋了。在这有限的地区，我们也必定成功。我们的战力增强，敌我之间已接近到战前之形势，而我将更加强大。
自开战以来，一直被动的美国准备反击了。美军知道，必须在日军修完机场之前夺取该地，谁在作战中首先使用这个机场，谁就能赢得胜利。7月31日，美军舰队从斐济起航。美军指挥官罗伯特·戈姆利海军中将几乎动用了太平洋舰队的全部力量：23艘运输船，在特纳海军少将的指挥下运送美海军陆战第一师18000人；为登陆运输船队护航的是8艘巡洋舰和9艘驱逐舰，指挥官为英国海军少将克拉奇雷；空中支援编队由“萨拉托加号”、“大黄蜂号”、“企业号”航空母舰3艘，战列舰“北卡罗林纳号”及重巡洋舰5艘、轻巡洋舰1艘、驱逐舰16艘、油船3艘组成，指挥官为弗莱彻海军中将，旗舰是“萨拉托加号”。
8月6日晚，美军登陆编队已到达距瓜岛约60海里的海域。借助恶劣天气的掩护，美军的行踪一直未被日军发现。在登陆编队航渡的同时，驻埃法特岛和圣埃斯皮里图岛的美军航空部队出动B-17轰炸机对所罗门群岛的日军进行了压制空袭；从新几内亚岛起飞的美军飞机则密切监视俾斯麦群岛和新几内亚岛东北部的日军。
美军计划在7日登陆。此前两天，日军在瓜岛的飞机场基本完工。但由于日军正忙于莫尔兹比港方面的作战，根本未顾得上向瓜岛派驻攻击机。
正在瓜岛上的工兵指挥官冈村德长发现美军有登陆的迹象，遂向设在拉包尔的第八舰队司令部发电报，要求向瓜岛派驻飞机。
当时，在瓜岛的日军兵力只有第十一和第十三工兵营共2700名士兵，外加负责机场守备的作战部队240人。对岸的图拉吉岛也只有约740名士兵在防守，其他有飞艇5架、水上战斗机5架，武器只有小炮和若干机枪，几乎没有重武器。
8月7日5时30分，美舰载机从3艘航空母舰上起飞。6时13分，“无畏式”俯冲轰炸机开始对瓜岛、图拉吉岛实施航空火力攻击。惊天动地的空中轰炸和海面炮击，把尚在弥漫的晨雾中酣睡的瓜岛震醒。一支庞大的攻击部队，穿过阴沉恐怖的海面，驶入瓜岛和图拉吉岛海域。
美国海军陆战队第一师师长范德格里夫特少将指挥的登陆部队，在充满热带风光的图拉吉岛和瓜岛大举登陆。
其实，在执行夺岛任务前，当范德格里夫特少将将整个行动的队伍都集结到新西兰的惠灵顿时，由于那里的后勤保障跟不上，海军没有提供足够的船只运输对于瓜岛和图拉吉岛登陆战来说至关重要的食品、武器和燃料等物资，内心曾对此次行动产生怀疑。但由于他深知如果不阻止日军在所罗门群岛的进攻，后果会非常严重。因此，当时尽管困难重重，他还是下令自己的陆战队作好战斗准备。
根据美军指挥高层制订的作战计划，海军负责把攻击图拉吉岛的兵力向北运到目的地，把攻击瓜岛的兵力向南运到目的地，范德格里夫特少将率领陆战队第一师执行进攻的任务，而当陆战队夺取并且守卫住滩头阵地之后，陆军就会来接替他们。
当天9时40分，在舰炮和航空火力支援下，范德格里夫特的第一波登陆部队顺利登陆，第五陆战团团长亨特上校身先士卒冲上滩头，部队紧跟在后冲上岸，逐步扩大滩头，向纵深发展。
随后，滩头控制组上岸，组织后续部队有序上岸。由于日军的情报机关根本没能预见到美军的登陆，因此岛上的日军毫无准备，而且岛上的日军虽说是工兵部队，其实是修建机场的朝鲜劳工，没带什么武器。他们没敢抵抗就逃入丛林。到日落时美军已有1.1万余人登上海岛。
但由于没有准确的地图，美军上岸后只能在丛林中摸索前进，直到第二天早晨才到达机场，少数日本警备部队看到美军大兵压境虽然吃惊，但是仍然快速组织起了抵抗，他们从山洞里面或者借助其他地形地貌，或者从人造的防空壕内抵御美军的进攻，直到被手榴弹或者炸药炸死为止。
此役，日军战死700人，差不多占全部守军的90%，其中的很多人死于自杀式的进攻。范德格里夫特少将的陆战队阵亡或失踪144人，受伤200人。
这次战斗使美军海军陆战队员明白了两件事情，一是日军坚守阵地直至最后一人的决心，二是进攻深沟高垒的岛屿的困难。
此后，山峦起伏的瓜岛上，美军几乎没有遇到什么抵抗，就轻而易举地夺下了机场。日本人修建的机场跑道已经有80%完工，塔台、发电厂也已建成。
美国陆战队占领机场后，还缴获了大批粮食、建筑设备和建筑材料。当然，最受队员们欢迎的战利品却是几百箱日本啤酒和一个完好的冷冻加工厂。
尽管瓜岛登陆战非常成功，但范德格里夫特少将深知，这是在日军几乎没有防御情况下取得的，如果日军稍有准备，美军必将遭受重大缺失。而且在登陆中，美军也暴露了不少问题，如海岸控制组人手太少，不得不动用战斗部队进行物资卸载。又如有的人在海滩上忙得喘不过气来，有的人却闲来无事在海滩上晒日光浴，或到丛林中打鸟，等等。不过，虽然有这样那样的不足，他们总算顺利登上了瓜岛。
这是美国海军自1898年以来在太平洋发动的第一次成功的两栖登陆作战。然而，日军虽然失守瓜岛，却没有打算就此把岛拱手让给美军，此后用尽一切手段试图夺回该岛。开始了日美两国陆海空军部队在南太平洋上的这个山脉高耸、溪流湍急、蛇蝎出没、毒蚊如云的热带岛屿上长达半年之久的恶战。
这场后来被称为瓜岛争夺战的战斗，成为太平洋战争中最为惨烈的战例。
8月8日，瓜岛上的陆战队听到了坏消息。弗莱彻海军中将说，由于他的舰队损失了太多的飞机，而且战舰需要加油，他决定把航空母舰撤离这个地区。因为在登陆战开始前，他也仅承诺舰队在这里呆两天。
这就意味着尽管陆战队兵力并没有完成登陆，而且海滩上的陆战队需要的大半重要物资还没有来得及卸下船来，但是此次登陆作战的总指挥特纳海军少将必须带领运输舰离开。第二天，不管运输舰和补给舰上的物资卸完没有，特纳都必须离开。
范德格里夫特少将马上下令紧急抢卸物资，但是这次抢卸行动也无法顺利完成。当天夜里，一支日军海军小舰队悄悄穿越美军的警戒线，引发了持续40分钟的萨沃岛海战。在激烈的战斗中日军击沉了4艘美军巡洋舰，由于日军担心美军的航空母舰还在附近，不想在白天受到美军的空中打击，因此撤离了战场，返回了拉包尔。
此役，美军的运输舰尽管没有受到任何损失，但是第二天早上它们还是起锚离开了瓜岛。这下，陆战队第一师的1万余名官兵被孤零零地扔在了这座岛上——没人知道他们能孤独地支撑多久。
更要命的是，日军轰炸机每天中午都来轰炸，日本皇家海军的巡洋舰和驱逐舰也几乎每天晚上都来轰炸，部队食品能维持的时间只能以天来计算，再加上防卫海滩的大炮还没有来得及从运输舰上卸下，运输舰就离开往新喀里多尼亚岛而去，驻守在滩头的范德格里夫特的海军陆战队真不知道还能支持多长时间。
但是，尽管日军不停地骚扰这里，范德格里夫特少将还是稳稳地守住了这座岛屿，而且完成了从日军手里夺来的跑道的建设。范德格里夫特少将把这条跑道命名为亨德森机场，以此纪念一位在中途岛战役中牺牲的陆战队飞行员——罗夫顿·R·亨德森少校。
跑道建设得非常成功。8月20日，范德格里夫特少将就向这里派出了第一支飞行分队，12架“无畏式”俯冲轰炸机。随后，陆续又有不少战机抵达，范德格里夫特少将把这些飞机组合起来编成了一支飞行大队——“仙人掌飞行队”，仙人掌即是瓜岛的代号。
远在拉包尔的三川中将在得知美军大举进攻瓜岛和图拉吉岛之后，才意识到在这之前未能向瓜岛派驻飞机是个严重的错误。
他当即命令驻拉包尔的航空舰队出击，轰炸在瓜岛登陆的船队，并出动一切可以出动的舰只，前往瓜岛美军锚地，准备夜间与美舰队进行决战，决心不让美军登陆企图得逞。
8月7日下午15时，三川舰队从拉包尔起航，8艘军舰在圣乔治水道会合。它们分别是重巡洋舰“鸟海号”、“青叶号”、“加古号”、“衣笠号”、“古鹰号”，轻巡洋舰“天龙号”、“夕张号”，驱逐舰“夕风号”。8艘战舰像一群凶恶的鲨鱼，在漆黑的洋面上以每小时24节的速度直奔瓜岛。
8日上午9时半，三川舰队在离瓜岛300海里处被一架澳大利亚的侦察机发现。三川中将为了欺骗侦察机飞行员，下令改变航向，驶向拉包尔。侦察机飞走后，舰队随即恢复到原航向。
这位受骗的澳大利亚侦察机飞行员并没有马上向基地报告，而是一直拖延了6个小时之后才报告，而且还误报日舰队中有两艘水上母舰。这使特纳少将误认为日舰队是要去某个海岛修建水上飞机场，因而未采取任何防范措施。
本来，三川对这次出击能否取得战果十分担心，主要是害怕美军航空母舰。然而幸运的是，8日午后，弗莱彻中将以飞机损失和燃料不足为由，将航空母舰特混舰队撤出了瓜岛水域。
就这样，幸运的三川奇迹般地在光天化日之下顺利地通过了美机严加巡逻、侦察的布干维尔海峡。
8日下午16时40分，三川用灯光信号向各舰下达了一个简单而具体的战斗计划：首先对停泊在瓜岛锚地的美舰进行鱼雷攻击，然后横渡到图拉吉港区用舰炮和鱼雷攻击那里的美舰船。舰队将从萨沃岛以西高速进入，从萨沃岛以东撤出。
21时10分，日军5艘重巡洋舰再次派出水上飞机，前往目标水域进行战术侦察，并负责投掷照明弹。接着“鸟海号”一马当先，各舰尾随在后，以间距1000米的距离，排成单纵列，以28海里的速度向前冲去。此时，美军仍未发现有舰队攻来。日军在黑暗中行驶，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10000米。”“鸟海号”舰上的瞭望员高声喊道。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接战，以免打草惊蛇。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，但美驱逐舰仍未发现他们。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。瞭望员也于此时发现了3艘重巡洋舰，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”舰长早川立即命令：“发射鱼雷！”
直至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，一架日本侦察机已凌空投下照明弹，把“芝加哥号”和“堪培拉号”的舰身照得一清二楚。“射击开始！”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美舰队重巡洋舰“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，哥丁上校急忙指挥战舰左满舵躲避。可还是迟了一步，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。
接着又是一声爆炸，舰身突然向左倾斜。巨大的炮击声不断从左侧黑暗中传来，哥丁舰长命令：“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至，瞬间就有24发炮弹打在“堪培拉号”上。“堪培拉号”顽强地回击两枚鱼雷和几发炮弹后，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，“堪培拉号”于9日晨8时沉入了大海。
跟随在“堪培拉号”后面的“芝加哥号”的运气也好不到哪里，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，该舰前部又被日军巡洋舰发射的一发炮弹击中，死伤惨重。“芝加哥号”只好脱离编队，撤出了战斗。
三川舰队此时又接到侦察机的报告，得知北方有美舰警戒。于是，便向左转换方向，杀向美北区巡逻舰队。
黑暗中，日舰队因故障在变换航向时分成两队，结果无意中形成了对美舰队的两面夹攻之势。“鸟海号”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。这正好给日舰指明了目标，使日舰队的奇袭再度成功。在一小时的炮战中，日舰队击沉美重巡洋舰“文森斯号”和“昆西号”，“阿斯托里亚号”受重伤后也于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，很可能全歼瓜岛附近海域的美军运输舰船。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，心虚的三川突然下令舰队返航，撤出战斗。
这次海战，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2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以外，无一重伤，日军死亡58人，伤53人，可谓大获全胜。
由于三川舰队没能及时扩大战果，放弃了乘胜摧毁美运输船队的大好机会，使山本五十六大为不满。他本来就为中途岛的失败窝了一肚子火，三川舰队无疑是火上加油。
所以，在得知美航空母舰特混编队出现在所罗门海域时，赌博的天性使他认为所罗门海域或许正是他挽回损失的最好场所。他决心孤注一掷，拿出其全部家当与美太平洋舰队拼死一搏，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，近藤指挥的第二舰队驶离本土。8月16日，南云指挥的第三舰队出港，并令驻守在提安尼岛的第十一航空舰队司令部移往拉包尔。8月17日，山本亲率“大和号”，由丰后水道南下出击。
这一次日本联合舰队是倾巢而出：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”、“瑞凤号”、“飞鹰号”、“隼鹰号”、“龙骧号”6艘，以及若干艘战列舰、巡洋舰、驱逐舰，大小舰船共40余艘。
尽管日本在瓜岛集结了庞大的兵力，但是日本内部陆海军的战略并不统一。山本的意图虽然想和美军在此海域决战，但更多的是想报中途岛之仇，他根本没有认真考虑美军已在瓜岛地区投入的反攻力量。
而日本陆军则更荒唐，以为美军是一支毫无战斗力的部队，根本未想到美军会利用瓜岛作为其反攻的起跳板，所以只想草草了事地应付一下。
驻守拉包尔的日本陆军第十七军军长百武晴吉认为，在瓜岛登陆的美军不过2000人，而自己只要派出1000人就足以对付这些毫无战斗力可言的美军了。
他做梦也没有想到，登陆瓜岛的美军是一支装备了各式重武器、共拥有1.8万人的大部队。所以，他将主力继续用于莫尔兹比港作战，只抽调6000人用于瓜岛。
8月16日，百武晴吉派一木清直率先遣队1000余人分乘6艘驱逐舰从特鲁克海军基地出发。一木清直早在1937年时，就在直接挑起“七七事变”的日军牟田口联队中充任第三大队大队长。在卢沟桥，他曾亲率部队向宛平县城发起首次进攻，是屠杀中国人民的刽子手、一个恶贯满盈的战犯。
太平洋战争爆发后，一木被日军统帅部任命为进攻中途岛的登陆部队指挥官。无奈中途岛海战中日军受挫，没有给他立功的机会。这次瓜岛告急，他又被派上了用场。
8月18日夜，一木率队在亨德森机场以东约30公里处顺利登上瓜岛。骄横自负的一木认为美军不堪一击，不等后续部队到达，就留下125人守着滩头，率领900余人向机场扑去。由于美军的兵力集中在机场，所以日军一路上并没有遇到任何阻拦。一木满怀信心，向拉包尔的第十七军军部报告：“根本没有敌人，就像在无人区行军。”
8月19日，美军的一个潜伏侦察哨发现了日军。不幸的是，这名叫沃查的上士随即被日军捕获，遭到了严刑拷打，但他毫不屈服，什么也没说。晚上乘日军不备他咬断了绳子，带着满身的伤痕逃回美军阵地报告。
8月20日，日军的一支40人的侦察小队与美军的一支巡逻队遭遇，美军打死了31名日军，还缴获了一张已经标注好的地图。
根据这一地图，范德格里夫特发现日军已经了解到美军防线上的薄弱环节。于是，他立即进行了调整，做好了充分准备，在日军可能的进攻地点架设了带刺的铁丝网，布置了机枪火力点。
8月21日凌晨1时30分，一木支队的第一批500名士兵向守卫在特纳鲁河口的美军发起了猛烈的攻击。在迫击炮、机枪和自动枪声以及日军刺耳的狂叫声中，美军依托防御工事进行了坚决抗击。潮水一般涌来的日军士兵被美军密集的火力打得人仰马翻，日军在美军阵地前留下一大堆尸体之后败退下去。不久，第二攻击波又冲了上来，仍然没有一个士兵能冲到美军阵地的铁丝网前，留下一堆尸体后又再次败下阵去。
看到倒在阵地前的日本伤兵呼天喊地的悲惨景象，美军本着人道主义精神派出了医护人员前往救助。想不到日军伤兵竟拉响手榴弹，与医护人员同归于尽。
范德格里夫特闻讯勃然大怒，下令对投降者不予生命保障，并出动轻型坦克去彻底消灭日军残部。5辆轻型坦克向日军盘踞的丛林冲去，用37毫米大炮和机枪逐一消灭残余日军。身负重伤的一木在坦克开来之前，在海滩上烧毁了军旗，然后剖腹自杀。其残部仅剩约数十人退往丛林。
登陆瓜岛的日军被全歼的消息传到拉包尔，刚刚赶到的联合舰队大吃一惊。经过陆海军双方紧急协商，决定再派1500名援兵登陆瓜岛，力争8月底以前把美军赶入大海。联合舰队则在海上实施援助，伺机与美航空母舰特混舰队进行决战。
日本舰队倾巢而出，拥有战列舰“陆奥号”、“比睿号”、“雾岛号”3艘，以及若干艘巡洋舰和驱逐舰，大小舰船共40余艘，护送载运一木支队、川口支队的4艘运输船，另有1000多架飞机，还有9艘潜艇。
8月21日，朝晖煦丽，舰队劈开黎明的海面，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。山本将其兵力分成5个战术群：南云指挥的航空母舰主力群；以战列舰“比睿号”、“雾岛号”为核心的前卫群；以“龙骧号”轻型航空母舰作诱饵的牵制群。
近藤指挥由“千岁号”水上母舰和15艘战舰组成的先遣队，9艘潜艇组成的侦察群，以及在后方跟进的瓜岛增援群。
山本的意图是以身轻力薄的老式航空母舰“龙骧号”为“诱饵”，吸引所有的美舰载机，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飞机，一举击沉美航空母舰。然后再乘胜挥师向瓜岛挺进，彻底消灭美海军陆战队，攻占瓜岛机场。
山本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。”
根据这一情况，美南太平洋战区司令戈姆利海军中将命令弗莱彻率领的舰队重新编成第六十一特混编队，下辖由弗莱彻亲自指挥的以航空母舰“萨拉托加号”为主，外加巡洋舰“明尼阿波利斯号”、“新奥尔良号”和5艘驱逐舰组成的第十一特混编队；由金凯德少将指挥的由航空母舰“企业号”、巡洋舰“波特兰号”、“阿特兰塔号”和6艘驱逐舰组成的第十六特混编队；由海军少将诺伊斯指挥的以航空母舰“大黄蜂号”为核心的第十八特混编队。
此外，美海军作战部长欧内斯特·金上将觉察到一场恶战即将爆发，命令刚刚完工下水的“华盛顿号”、“南达科他号”两艘战列舰连同“朱诺号”防空巡洋舰和护航驱逐舰，从大西洋取道巴拿马运河开入太平洋。
本来，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进行突然袭击，是一个无足轻重的军事行动，但现在却发展成为一场决定太平洋战争前途的宏大海战了。
8月23日，由田中率领的瓜岛增援群由特鲁克海军基地起航南下。同时，在所罗门群岛警戒的潜艇在马莱塔岛东南海域发现美特混舰队。南云的主力群遂以战斗序列急速南下，企图寻机歼灭美国舰队。
8月24日上午，大雾笼罩着海面，日舰队在雾气中时隐时现。9时，日舰队的阵位是：田中的增援群位于瓜岛以北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；以“龙骧号”为主的牵制群在南云部队的右前方。
9时5分，一架美军水上飞机发现了山本精心设计的“诱饵”——“龙骧号”轻型航空母舰。这是日本在1923年建造下水的最早的一艘航空母舰，排水量仅8000吨。美侦察机发现目标后立即发回报告，但弗莱彻不相信：昨天3批美机都未发现日舰队，难道今天它就会从海底冒出来吗？
直至下午13时，美舰雷达发现了由“龙骧号”起飞的轰炸机前去轰炸瓜岛亨德森机场，他才下令“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”。
由于此时日本的军舰尚未装备雷达，直至38架美机飞临“龙骧号”上空，“龙骧号”才发现美机来袭。
舰长一声令下，“龙骧号”转向逆风行进，准备让自己的飞机升空，但此时也正是航空母舰最容易受到攻击的时候，美机抓往这一有利时机从高空俯冲而下，霎时就有4枚炸弹在“龙骧号”的甲板上爆炸。与此同时，8架鱼雷机也迅速从左右两侧同时进入攻击位置，施放了鱼雷，躲避不及的“龙骧号”又中了一枚鱼雷。当晚20时，“龙骧号”沉入大海。
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，南云忍不住心中暗暗高兴。他认为美机已被引开，向美航空母舰实施主要突击的时机已经到来。
恰在这时，“筑摩号”巡洋舰派出的侦察机又发回了发现美舰编队的报告，南云当即下定决心，倾其全力进行攻击。下午13时，他首先从“翔鹤号”派出27架轰炸机和10架战斗机。1小时后，又从“瑞鹤号”派出了27架轰炸机和9架战斗机。
16时2分，美“企业号”航母上的雷达发现了一群空中目标，这正是南云派出的前来攻击美舰的日机。
弗莱彻急忙下令甲板上待命的飞机升空进行拦截，使在空中警戒的战斗机增加到53架。同时，“企业号”上仅存的11架轰炸机和7架鱼雷机也与“萨拉托加号”上的5架鱼雷机和2架轰炸机合兵一处，前往攻击日舰。至此，弗莱彻已把他的全部家底亮了出来。
双方机群在距离“企业号”25海里处的浓密云层中摆开阵势，周围几海里的天空中充满了空战时那种特有的尖厉刺耳的喧嚣声。不久，攻击“龙骧号”后返航的俯冲轰炸机和鱼雷机也赶来投入了战斗。
由于美军舰炮的拦阻射击相当厉害，加上日本飞行员的素质比突袭珍珠港时下降了许多，所以鱼雷机在进入攻击位置之前均被击毁，只有少数几架轰炸机得以突破防线，进行攻击。
虽然数量不多，但日机单机鱼贯而入，每隔7秒钟就有一架不顾死活地进行俯冲轰炸。“企业号”舰长戴维斯上校拼命用大舵角急转，躲避天空中落下的炸弹，但还是难以躲过被击中的命运。
16时41分，美航空母舰“企业号”被1枚炸弹击中，35人当场死亡并引起大火；1分钟后，装有瞬发雷管的第二枚炸弹命中舰尾，橙色火花四溅，38人顿时血肉横飞；第三枚炸弹炸掉了起飞信号台，39人丧生。
为了避免与擅长夜战的日军进行夜战，弗莱彻少将急忙率舰队南撤，海面上只剩下“企业号”无依无靠，成了等待攻击的目标。就在这时，“企业号”的雷达又发现了一批日本飞机。
这是从“瑞鹤号”上起飞的第二攻击波。
然而，本来可以为南云赢得胜利、为日本在中途岛的失败报仇雪恨的这批飞机，却犯了过早改变航向的错误。它们从“企业号”以西约50海里的地方溜了过去，然后放弃追踪目标一无所获地返航回撤。
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，舰身恢复平衡，航速达到24节，能够接收飞机着舰。
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，日军兵力几乎比美军多一半。
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。日军不仅没有实现歼灭美军航母编队的企图，而且向瓜岛增援的目的也没有达到。可以说日军在这次海战中是彻底失利的。
美军成功地打退了日军的反攻，驻守在瓜岛的仙人掌飞行队也证明了自己在攻击敌舰方面的价值。
经过这次胜利，美军海军能够再次向这里运送物资了。不过，问题还远没有解决。日军仍然进行着每天例行的轰炸，目标是亨德森机场以及陆战队的滩头阵地。
与此同时，驻守海岛的部队开始遭受疾病的侵袭而大批减员；痢疾和疟疾似乎成了比日军更加可怕的敌人。
范德格里夫特将军也开始怀疑自己的军队还能支撑多久，因为有一件事他非常清楚，那就是日本人肯定会想方设法地夺回这座小岛以及岛上的机场。