戰鬥打響後，美艦炮口的閃光就成為日艦的最佳瞄準點。日艦對美軍的巡洋艦立即實施了魚雷攻擊。美軍旗艦“明尼阿波利斯”號正在進行艦炮齊射，忽然被兩條魚雷命中，艦首被炸毀，船艙大量進水，航速銳減。
在“明尼阿波利斯”號後麵的“新奧爾良”號為了避開失去控製的旗艦，急速右轉，左舷正好撞上一條魚雷，爆炸隨即在“新奧爾良”號上發生。爆炸波及到了它的彈藥艙，於是引發了更為劇烈的爆炸，艦上裂開的破口一直到延續到二號炮塔。“新奧爾良”號航速銳減到5節，幾乎失去戰鬥力。
美軍“彭薩科拉”號巡洋艦為了避開前麵的受傷友艦，向左急轉，正夾在日艦和受傷起火的兩艘美艦中間，它在火光的映照下，分外醒目，馬上成為日艦的攻擊目標。“彭薩科拉”號巡洋艦被一條魚雷命中，機艙進水，全艦多處起火，因主炮失去動力而無法開火。
“檀香山”號巡洋艦吸取了“彭薩科拉”號巡洋艦的教訓，向右急轉，從兩艘起火的友艦右側通過，使自己沒有暴露在日軍的火力範圍中。“檀香山”號一麵用主炮射擊，一麵向薩沃島方向撤退。
美軍的第5艘巡洋艦“諾思安普頓”號也隨著“檀香山”號從受傷友艦的右麵通過，邊打邊撤。21時48分，諾思安普頓”號被日艦“親潮”號發射的兩條魚雷擊中，機艙進水，艦體傾斜，艦尾燃起熊熊大火，於次日淩晨沉沒。
美軍後衛的兩艘驅逐艦遭到己方巡洋艦的誤擊，便迅速撤出戰鬥。
賴特因為旗艦受傷，就指定在“檀香山”號上的蒂斯代爾少將代理其指揮。蒂斯代爾沒有集合各艦，而是隻率領“檀香山”號繞著薩沃島搜索日艦。蒂斯代爾少將後來沒有發現敵情，就指定了驅逐艦開始打撈落水人員，並率領其餘軍艦撤離了戰場。
日軍驅逐艦將所帶的魚雷發射一空後，沒投放鐵桶的日艦又駛近瓜島，直至將鐵桶投放完畢後，田中才率領編隊於次日1時30分返航。
在半個小時的海戰中，田中痛擊了比自己強大的美軍艦隊。此次海戰也被成“塔薩法隆格海戰”。
這次海戰，是日美雙方為爭奪瓜島而進行的第6次較大規模的海戰，也是雙發在瓜島爭奪戰中進行的最後一次大規模海戰。
其實，這一次美軍兵力占有較大優勢。美軍以5艘巡洋艦和6艘驅逐艦迎擊日軍的8艘驅逐艦，而且事先得到情報，專程前來截擊。美軍艦隊也裝備有新型雷達，在戰鬥中還是先敵發現，可謂占盡上風，但他們卻在戰鬥中被擊沉重巡洋艦1艘，重創重巡洋艦3艘，日軍僅被擊沉驅逐艦1艘。
★美軍失利的原因
如果要說到其失利的主要原因，就應該是由於臨戰指揮上的失誤：
一方麵，美軍的戰術過於呆板，他們發現日艦後，沒有及時派出前衛驅逐艦實施魚雷攻擊，以打亂日軍隊形，巡洋艦再以艦炮火力予以支援，而是將驅逐艦束縛在巡洋艦隊列中，不但沒有能發揮驅逐艦應有的作用，還使巡洋艦遭到了巨大損失。
另一方麵，美軍指揮也過分猶豫，當美軍9時06分發現日艦到9時20分進行攻擊，足足耽誤了14分鍾的寶貴時間，他們把裝備新型雷達所帶來的優勢在猶豫不決中給喪失掉了。如果美軍能派裝備新型雷達的驅逐艦前出，進行早期警戒，就能更早發現日軍，提供足夠的預警時間，然後立即組織前衛驅逐艦實施魚雷攻擊，就可以打日軍一個措手不及。
這一次，讓日軍田中少將取得了以劣勝優的戰果，還順利完成了“鐵桶運輸”的任務。
但一次海戰的勝利，僅僅是局部的勝利，美軍可以憑借其巨大的工業能力，迅速彌補損失的艦艇，而瓜島上日軍的被動局麵，也還是絲毫沒有改變。
瓜島上的日軍由於補給匱乏處境越來越困難。12月3日，第8艦隊司令三川又派10艘驅逐艦裝載1500個鐵桶，執行運輸任務，這支驅逐艦編隊在途中隻遭到兩次空襲，而且沒有損失。他們於當天深夜將全部鐵桶投放到塔薩法隆格附近海域，但瓜島日軍隻得到310個，其餘大多被美機在次日擊沉。
12月7日，日軍再派出11艘驅逐艦進行鐵桶運輸，途中遭到美軍飛機和魚雷艇的阻擊，未能到達瓜島就被迫返航。11日，田中再次率領10艘驅逐艦進行鐵桶運輸，投放了1200個鐵桶後，在返航途中遭到美軍魚雷艇的攻擊，旗艦“照月”號被一條魚雷擊中，彈藥艙爆炸而沉沒，田中負傷落水。田中和艦長等17名軍官、139名水兵遊上瓜島，瓜島日軍也僅撈起220個鐵桶。
經過這些努力，日本海軍感到對瓜島陸軍的支援已經是力不從心了，而陸軍仍不願正視現實，還想盡一切努力來挽回敗局。今村決定在1943年1月將第6和第51師團投入瓜島，2月中旬發起總攻，一舉奪回瓜島。
此刻，美軍由於基本控製了瓜島的製海權和製空權，可以順利地向瓜島運送援軍和物資。1942年12月初，美軍海軍陸戰隊第2師和陸軍第25步兵師被運上瓜島，接替了疲憊不堪的海軍陸戰隊第1師。