尼米茲上將在看完羅徹斯特送來的情報後，推測斷定，日軍的這次調動，其目的在於增援重奪瓜島的部隊，遂命令已經補充完戰機和燃料由斯普魯恩斯中將率領的第16特混艦隊，擔任對所羅門群島海上交通線的保護任務，保護運輸艦隊前往瓜島運送給養，為下一次即將到來的大戰做準備。
在尼米茲的一再要求下，美國艦隊總司令金上將緊急命令從珍珠港和美國西海岸增調華盛頓號和南達科他號戰列艦及單人護航的巡洋艦、驅逐艦等駛往珊瑚海。並且向卡迪夫機場緊急轉場進駐一個無畏式俯衝轟炸機中隊，總計16架無畏式轟炸機。
日軍方麵，為了重新奪回瓜島，山本五十六雖然在中途島的賭局中損失慘重，但還是決定再次將自己手上的籌碼全部放到瓜島這個賭桌上去。日本聯合艦隊在瓜島方向所羅門群島東北200海裏的洋麵上調集重兵，準備同美軍艦隊一決雌雄。
山本五十六將轄下兵力分為5個戰術群：南雲中將指揮的航空母艦主力群，包括翔鶴號和瑞鶴號航空母艦；以戰列艦比睿號和霧島號為核心的前衛群,以龍驤號輕型航空母艦做誘餌的牽製群；近藤中將指揮的由千歲號水上母艦和15艘戰艦組成的先遣隊；9艘潛艇組成的偵查群以及在後方跟進的瓜島增援群。
山本五十六的意圖是以老式輕型航空母艦龍驤號為誘餌，吸引所有的美軍艦載機，一旦美軍戰機油盡返航，迅速出動南雲編隊航空母艦上的全部艦載機，一舉擊沉美軍的航空母艦。然後再乘勝揮師向瓜島挺進，徹底消滅美軍的登陸部隊，重新奪回瓜島機場。
被日軍的一木支隊登陸攻擊後，葉雄和範德格裏夫特少將協商後，雙方就進一步加強卡迪夫機場的防禦達成了一致意見。海軍陸戰隊開始在機場附近的山嶺上建立105MM榴彈炮陣地，以加強機場的防衛力量。
8月23日，日軍的艦隊抵達瓜島附近的海域。由於日軍在航行中采取了積極的反偵察措施，無論是斯普魯恩斯中將指揮的特混艦隊上派出的偵察機，還是卡迪夫機場上起飛的偵察機都沒能發現日軍的任何跡象。
與此同時，由日本田中少將指揮的瓜島增援登陸群由特魯克起航南下，同時在所羅門群島警戒的潛艇在馬萊塔島東南海域發現了美軍特混艦隊。日軍主力戰鬥群遂以戰鬥序列急速南下，企圖殲滅美軍艦隊。
根據之前製定的作戰計劃，日軍放出了精心設計的誘餌，龍驤號輕型航空母艦。這是日本在1931年建造下水的最早的一艘航空母艦，滿載排水量13650噸，上麵裝有42架飛機。日軍希望用龍驤號輕型航空母艦吸引出美軍的航空母艦編隊。而美軍的艦載偵察機也沒有令日軍失望，發現了日軍這個香甜的誘餌。