東所羅門群島海戰
東所羅門群島海戰
雖然美軍暫時奪走瓜島機場的事實讓山本略感驚訝，但他還是從中看到了一舉扭轉戰局、報中途島一箭之仇的絕佳機會。美軍要想長期佔據位置突出的瓜島，就不得不出動艦隊主力，如此，聯合艦隊就可傾巢而出將之一舉圍殲於瓜島海域。8月8日，山本連續發出數道命令，近藤先遣部隊、南雲機動部隊、塚原基地航空部隊、三川第八艦隊及小松第六艦隊紛紛受命出擊，中途島戰役之後又一場海上對決將在瓜島周邊海域隆重上演。
以第二艦隊為核心的近藤先遣艦隊可隨時出發，但剛剛大換血的第三艦隊尚未完全做好出征準備，能立即出海作戰的只有南雲的「翔鶴」號和「瑞鶴」號以及角田的「龍驤」號。為使3艘航母達到滿編177架飛機——戰鬥機78架、俯衝轟炸機54架、魚雷機45架，山本從其他航母抽調部分飛機加以充實。山本同時意識到中途島的最大敗因是未能及時發現逼近的敵機，因此8月初，南雲新旗艦「翔鶴」號裝備了二式對空搜索雷達。
8月11日，近藤先遣部隊率先從駛出吳港。因2艘快速戰列艦正在升級改造之中，近藤艦隊中出現了久疏戰陣的「陸奧」號戰列艦。其餘有重巡洋艦4艘、輕巡洋艦1艘和驅逐艦5艘。同屬先遣艦隊的水上飛機母艦「千歲」號和5艘驅逐艦另外組隊南下。
為配合瓜島主戰場，除派出第二突擊營對馬金環礁實施襲擾，尼米茲還在北太平洋和日本近海實施了一系列佯動。8月7日，軍令部和聯合艦隊均發現北太平洋阿拉斯加地區美軍通信量驟增，立即向第五艦隊司令官細萱戊子郎發出了預警。8月8日17時，約翰·史密斯少將率5艘巡洋艦、3艘驅逐艦炮轟基斯卡島。對此，山本判斷，美軍主力目前在所羅門群島方向，阿留申地區除炮擊之外，暫時不會有登陸行動。果真，美國人向那片不毛之地傾瀉了一些炮彈后悻悻撤走。
同在8月8日，美軍輕巡洋艦「博伊西」號向西越過了日本近海警戒線。12日在距本州僅830公裏海域，日軍發現了美軍1架水上飛機，那正是「博伊西」號放出去的。擔心東京遭到上次那樣的空襲，山本立即下令剛剛出發的近藤先遣部隊轉往小笠原群島以東，並出動飛機和潛艇進行巡邏。角田第二航空戰隊部分戰機奉命緊急調往本土東部機場，準備隨時出擊攔截。「博伊西」號虛晃一槍，快速東撤。發現危險解除，近藤部隊繼續南下，於17日駛入特魯克，搭載了22架水上飛機的「千歲」號和5艘驅逐艦也於同日抵達。尼米茲策劃的佯動未取得明顯效果，僅僅推遲了日軍艦隊前出至特魯克的時間。
8月15日，日本海軍啟用了新的密碼系統，在關鍵時刻關死了美軍破譯密碼的大門。16日，南雲率第三艦隊3艘航母、2艘快速戰列艦、2艘重巡洋艦、1艘輕巡洋艦、9艘驅逐艦前往特魯克。17日，山本親率「大和」號，在「春日丸」號改裝航母和3艘驅逐艦護航下沿豐后水道南下，親自坐鎮特魯克指揮殲滅美軍主力的海上決戰。
此時，尼米茲已在南太平洋部署了3艘航母。考慮到「黃蜂」號輪機多次出現故障，尼米茲於8月6日致電金、戈姆利和弗萊徹，擬在10天之後派第十七特混艦隊南下——其核心是默里少將的「大黃蜂」號——替換諾伊斯少將以「黃蜂」號為核心的第十八特混艦隊，弗萊徹將短期指揮所有4艘航母。8月11日，得知薩沃島慘敗的金，對上述部署提出質疑，「在我看來，此舉將使珍珠港過於空虛，就地換防將使夏威夷海域12～15天內無航母群」，尼米茲應該在「確保除特殊情況之外，珍珠港周邊1200海里內至少保留一個航母群」。金認為「瞭望塔」屬於正常軍事行動，並非他所指的「特殊情況」。這表明金對兵力部署喜歡有所保留而不是全力以赴，即使在他極其重視的南太平洋也不例外。之後金又老調重彈，提出將派伊第一特混艦隊的老式戰列艦調3～5艘到湯加塔布，參與未來的海上作戰。
尼米茲立即對金的質疑做出了合理解釋：瓜島作戰已使日軍窮於應付，他們無力在中太平洋發動大規模攻勢。南太平洋糟糕的後勤補給連現有航母的燃油都供應不上，派高油耗的戰列艦去只會導致危機加劇。他順水推舟地提出，可以將這些戰列艦部署在珍珠港，「用於對付該地區可能遭到的登陸攻擊，所有低速戰列艦都不會南下，除非您有這樣的指示」。尼米茲忽悠領導的太極推手可謂爐火純青。
8月14日，尼米茲接到了金同意「大黃蜂」號南下的電報。同日，萊頓的分析顯示，日軍所有航母仍滯留在本土海域，「下周也不會有航母調動到其他地區」。17日，默里率「大黃蜂」號在2艘重巡洋艦、1艘輕巡洋艦、6艘驅逐艦護航下，揮戈南下。戈姆利請求將4艘航母全部留在自己的防區。尼米茲沒同意。在與「大黃蜂」號交叉換位之後，「黃蜂」號必須在「第十七特混艦隊到達后根據當時軍事局勢儘早返回」。但尼米茲答應用「黃蜂」號的飛機對另2艘航母前段損失進行補充，「薩拉托加」號和「企業」號缺編多達36架。
日軍密碼系統更改使夏威夷和墨爾本的情報站短時間內一籌莫展。羅徹福特慨嘆道：「我軍近期解讀敵軍重要通信的希望渺茫。」8月16日，珍珠港告訴弗萊徹，「飛鷹」號、「隼鷹」號和「瑞鳳」號在東京以東1800公里處，其他航母「仍在本土」。第二艦隊司令官近藤可能在塞班島附近，有細微跡象表明其正在南下。19日，弗萊徹再次收到珍珠港發來的最新情報：「飛鷹」號、「隼鷹」號、「瑞鳳」號仍在本土水域，「沒有明確跡象」表明「翔鶴」號、「瑞鶴」號和「龍驤」號已離開日本本土，不過「也存在其南下行動未被發現的可能」。事實上，這3艘航母已經出發3天了。與珊瑚海和中途島相反，美軍情報總比日軍實際行動慢半拍，這將使弗萊徹防守瓜島的難度和遭襲的風險大大增加。
20日黎明，「企業」號放飛了12架魚雷機和6架轟炸機，向西北方向實施390公里扇形搜索，其中6架魚雷機將搜索480公里，越過瓜島、圖拉吉、佛羅里達島和聖伊莎貝爾島東部。當天，麥凱恩的水上飛機供應艦「麥基諾」號和輕型佈雷艦「布利斯」號抵達聖克魯斯群島的恩德島，艦上攜帶的「卡塔琳娜」恢復了至關重要的西北方向1200公里搜索。這使弗萊徹可以留下更多攻擊力量投入隨後的戰鬥。
8月20日上午，當運輸一木第二梯隊的田中船隊行駛至距瓜島790公里處時，日軍1架從肖特蘭起飛的水上飛機有了驚人發現。它先是在聖克里斯托瓦爾以東110公里發現1艘敵巡洋艦和2艘驅逐艦，繼而在37公裏外發現1艘航母、1艘巡洋艦和2艘驅逐艦，距田中船隊1100公里。如此近距離發現美軍航母，着實讓特魯克、拉包爾的日軍高級將領后脖頸發涼。眾人驚魂未定之時，另1架水上飛機在圖拉吉東南440公里又發現美軍1艘航母、4艘巡洋艦和9艘驅逐艦。兩次發現的航母相距僅130公里，且航母外形差別很大，肯定不是同一艘航母。日軍發現的第一個目標是向瓜島輸送戰機的「長島」號，第二個目標是為「長島」號護航的弗萊徹艦隊3艘航母中的1艘。令日軍感到無奈的是，美軍兩支艦隊均處於他們陸基航空兵的打擊範圍之外。
此時，五藤的3艘重巡洋艦和1艘驅逐艦已前出至隆加西北240公里的萊卡塔灣，三川的「鳥海」號和1艘驅逐艦在布卡以東巡航，近藤部隊剛剛抵達1300公裏外的特魯克，南雲還在近藤身後390公里。555公里距離內無友軍存在，不禁讓田中毛骨悚然。援引命令中「遇敵航母即可撤退」的規定，田中立即下令登陸船隊掉頭北撤。他的決定無疑非常明智。如果真遭到美軍航母的攻擊，除了距離最遠的南雲，別人只有遠遠看着干著急的份兒。
瓜島附近突然出現敵軍2艘航母，這讓山本既興奮又擔心。起初他認為美國人已發現了田中船隊，急令近藤快速南下向田中靠攏。近藤立即取消了南雲預定的加油計劃，給其指定了第二天上午的會合點。從中國南海一路東行的第七戰隊「熊野」號和「鈴谷」號受命不再進入特魯克補給，直接在海上匯入南雲艦隊，但隨行6艘驅逐艦不得不進入特魯克加油。當晚，近藤將速度太慢的「陸奧」號留下，由加完油的那6艘驅逐艦護航，自己親率4艘重巡洋艦、1艘輕巡洋艦、「千歲」號和2艘驅逐艦出港，前往與南雲艦隊會合。
當晚日軍瓜島守備隊發來電報，超過20架美軍飛機降落在隆加機場。山本由此推斷，白天發現的美軍航母很可能只是執行向瓜島輸送飛機的任務，並未發現田中登陸船隊。於是他再次頒佈命令：目前作戰首要目標是阻止美軍有效使用隆加機場，直到將其奪回為止。基地航空部隊第二天一早進行大規模搜索，定位停留在附近海域的美軍航母。為給近藤和南雲趕到戰場留出時間，塚原電令田中推遲登陸至24日，屆時敵軍所有海上力量肯定「已被強大的帝國海軍擊潰」。
8月21日5時22分，「薩拉托加」號截獲了一條瓜島發出的信息，「泰納魯河以東敵人發動強襲」。此時第六十一特混艦隊位於瓜島東南700公里，無法及時提供支援。弗萊徹只好以20節航速向瓜島靠攏。很快，范德發來消息，日軍進攻即將被粉碎，同時表達了自己的憂慮，「如無水面艦艇阻止，敵人可以繼續趁夜間在我軍活動範圍之外登陸，積聚起強大兵力。請求以一切可用手段阻止此類行動」。10時34分，弗萊徹下令艦隊提速至24節，準備於午後在瓜島東南460公里處出動艦載機協助陸戰一師的陸上戰鬥。1小時后，范德來電，圖拉吉並未遭到威脅，「敵向東逃竄」，陸戰隊員正渡河追剿殘敵。弗萊徹對此欣喜異常。中午時分，他下令艦隊減速至15節徐徐向瓜島靠近。
當天下午，弗萊徹得知，中午時分1架「卡塔琳娜」在布卡以東發現敵4艘巡洋艦和1艘驅逐艦以18節向北行駛。同時「黃蜂」號1架「無畏式」在艦隊前方28公里擊落日軍水上飛機1架。弗萊徹推測艦隊位置可能已被日軍發現。鑒於盟軍水面艦艇在薩沃島海戰中的糟糕表現，弗萊徹完全沒有和日軍打水面夜戰的打算。隨後范德來電稱已全殲日軍，俘虜口供表明「有幾千援軍正在路上」。
同日，基地航空部隊派出26架掛載魚雷的陸攻機和13架零戰在瓜島周圍海域遊獵，無果。塚原根據失蹤水上飛機發出的信息判斷，美軍航母很可能在所羅門群島以南巡邏，處於拉包爾陸基戰機的攻擊範圍之外。在特魯克東南海域，近藤先遣部隊與南雲機動部隊在短暫會合后再次分開。近藤先行南下，南雲留在原地加油。近藤計劃在24日動用2支艦隊的力量全力護衛田中登陸。三川重申塚原給田中的命令，要他8月24日晚將一木第二梯隊送上瓜島。田中只好再次掉頭，硬著頭皮從北面緩緩接近瓜島。
8月22日的海上，波濤洶湧，偶有暴雨傾盆而下。黎明時分，第六十一特混艦隊距瓜島已不到220公里。「薩拉托加」號飛行大隊長費爾特受命飛往亨德森機場，檢查跑道是否適合艦載機起降。如果可以，今後起飛執行巡邏或攻擊任務的艦載機在返回航母不易的情況下就能暫時到瓜島落腳，航母攻擊半徑和作戰效率將大大提高。考察結果表明，機場在必要時能接納1艘航母的攻擊機群並加以維護。費爾特還帶着弗萊徹給戈姆利的彙報到島上拍發。「艦隊時不時被日軍發現，」弗萊徹說，「艦隊在24日必須後撤，以便加油和補給物資。」
日出時分，弗萊徹在距亨德森機場175公里處轉向東南。他通報諾伊斯和金凱德，將維持目前航向至11時30分後向東航行，23日黎明抵達馬萊塔以東、隆加東北220公里處，以便側擊從特魯克南下的敵軍艦隊。中午時分，美軍雷達發現西北100公里有不明目標不斷逼近，擔負空中巡邏的「野貓」迅速前往攔截，在48公裏外的狂風暴雨中擊落日軍水上飛機1架。弗萊徹擔心艦隊行蹤已被日軍發現。當天下午，「薩拉托加」號放飛20架「無畏式」對西北—東扇區搜索390公里。16時30分艦隊轉向北方，朝計劃中的馬萊塔以東海域進發。17時10分，在聖克里斯托瓦爾東南92公里處，日軍「伊-121號」潛艇用2條魚雷偷襲了「企業」號，未獲命中。隨後美軍驅逐艦的反潛攻擊同樣毫無效果。
因天氣惡劣，基地航空部隊極不情願地取消了22日對隆加的空襲計劃。對失蹤那架水上飛機，塚原推測是瓜島東南1艘美軍航母的艦載機所為。當天，田中船隊以9節航速向東南前進，中午距瓜島已不到740公里。由於之前未能完成海上補給，三川只好讓2艘重巡洋艦和1艘驅逐艦前往肖特蘭加油，同時令五藤率重巡洋艦和驅逐艦各2艘在田中船隊以西實施警戒。在田中北方555公里處，近藤先遣艦隊正快速南下，試圖在次日黎明將與田中的距離縮短到370公里之內。此時長途奔襲的第七戰隊已經追上了南雲，「陸奧」號也在6艘驅逐艦護航下離開特魯克，希望能在隨後的戰鬥中為近藤助力。對壘雙方的眾多艦艇朝同一海域悄然接近，一場海空大戰即將打響。
考慮到天氣因素及美軍戰機進駐瓜島的實際狀況，塚原提議南雲的3艘航母在23日空襲隆加機場，並於24日抵近為田中登陸活動提供近距離支援。山本對此並不認同，這樣勢必過早暴露南雲的位置，從而失去先發制人的機會。他勉強同意讓南雲推遲一天在24日轟炸隆加，如果水面艦艇和基地航空部隊未能將其完全壓制。
8月23日黎明，弗萊徹率艦隊抵達馬萊塔以東100公里處，這是阻擊日軍進攻的最佳陣位。弗萊徹擬用3艘航母的216架艦載機重操在珊瑚海和中途島的舊業：在敵軍有強大海軍支援的兩棲攻擊面前防守一個位置突出的島嶼。此時艦隊位置在隆加以東240公里，距拉包爾1240公里，恰好處在日陸基航空兵的打擊極限之外。天剛放亮，「企業」號就放飛了15架轟炸機和9架魚雷機，對北側330公里半圓實施搜索。如果今天平安無事，弗萊徹準備安排3艘航母逐一到聖埃斯皮里圖西北海域補充燃油。
早餐時，弗萊徹接到了珍珠港發來的電報：有跡象表明，日軍「雙鶴」、2艘快速戰列艦、4艘重巡洋艦組成的「橙色打擊部隊」現位於特魯克地區或其附近，距瓜島至少1850公里。近藤艦隊大致位於特魯克和拉包爾地區，可能有2艘戰列艦，肯定有4艘重巡洋艦。上述情報表明日軍航母距離尚遠，未來兩三天內似乎不會有重大戰事發生。
9時42分，「薩拉托加」號收到了「麥基諾」號「卡塔琳娜」飛行員弗朗西斯·萊利中尉發出的重要信息：在隆加以北460公里、第六十一特混艦隊西北650公里處發現8艘船。11時54分，後續報告敵軍艦隊有2艘巡洋艦、3艘驅逐艦和4艘運輸船，正以17節航速從西北向瓜島靠近。弗萊徹下令艦隊以15節沿310度方向行駛，費爾特已將飛行員集中在軍官餐廳里。一旦「薩拉托加」號進入攻擊距離，31架「無畏式」和6架「復仇者」隨時可以出擊。
金凱德對弗萊徹沒有高速進入攻擊距離感到不滿，提出由「企業」號單獨以25節高速北上，在15時放飛打擊機群，於16時45分左右攻擊敵運輸船隊，日落前返回航母。弗萊徹不想分散打擊力量，還是想先找到威脅最大的敵軍航母。再者如飛行員夜間返航，着艦作業令人擔憂，航母開燈又面臨敵潛艇威脅。之前「企業」號和「卡塔琳娜」的例行偵察已先後發現了5艘潛艇，「企業」號的「無畏式」對其中1艘發起攻擊，未果。儘管兩者的發現可能出現重複，但周圍海域存在大量日軍潛艇是毋庸置疑的。14時25分，弗萊徹命令「企業」號放飛20架「無畏式」，再次對北側扇區370公里範圍實施搜索。
但敵人畢竟已露出行蹤。斟酌再三，弗萊徹還是決定，如有可能，在下午就發起進攻，他手中有亨德森機場這張好牌。2小時后，弗萊徹下達了攻擊命令：費爾特機隊受命攻擊日登陸船隊，然後南下到亨德森機場過夜，翌日7時30分再返回航母。因攻擊距離過長，弗萊徹並未派出戰鬥機護航。迄今為止並未發現日軍航母，派出戰鬥機必要性不大。14時40分，37架攻擊機從「薩拉托加」號起飛，前往尋獵萊利發現的目標，那正是田中登陸船隊。弗萊徹這一舉措需要冒很大風險。之前在珊瑚海，高木和原5月7日的搜索攻擊就吃了大虧。
努美阿的戈姆利同樣在密切關注著戰場的情況。14時09分，利里來電說，「肖特蘭附近發現日軍貨輪和驅逐艦各2艘」。戈姆利立即回電「請求你部火速出動攻擊他們」。5小時后麥克阿瑟回電說，「至少7個小時之後才能針對你給出的目標執行任務」。戈姆利指揮不動麥克阿瑟和利里，只好發電提醒范德，「目擊報告表明，有2隊敵艦正向瓜島會聚，可能在今晚抵達」。
身處旋渦中心的范德當然清楚自己的危險處境，他於16時15分派9架「無畏式」和13架「野貓」前往尋敵，配合航母的攻擊。同樣接到消息的麥凱恩匆忙組織了5架「卡塔琳娜」試圖發起夜間攻擊，並安排次日黎明由空中堡壘跟進。
攻擊機群出發之後，弗萊徹再次接到了珍珠港發來的最新情報：「雙鶴」正由日本本土前往特魯克途中，2艘戰列艦和1艘重巡洋艦已在特魯克或其附近。結合之前收到的情報，弗萊徹認為日軍航母距離尚遠，「鑒於鄰近地區並無敵航母存在」，16時20分，弗萊徹命令諾伊斯率「黃蜂」號編隊前往南方390公里指定地點加油。既然敵軍註定要來而目前尚遠，弗萊徹覺得有必要趁此機會讓3艘航母輪番加油，以最佳狀態迎接大戰的來臨。
如此，戰場再次出現類似珊瑚海的態勢：美軍2艘重型航母對日軍2艘重型航母加1艘輕型航母，水面艦艇日軍佔優。但彼時弗萊徹知道敵人的存在，此時他對日軍航母迫近戰場一無所知。相反，日軍非常清楚瓜島海域肯定有美軍航母存在，在情報上佔據絕對優勢。
「黃蜂」號離去使弗萊徹只剩150架艦載機，包括當晚降落在亨德森機場的38架。就在諾伊斯南下加油的同時，南雲機動部隊已抵達美軍西北555公里處，雙方即將進入彼此攻擊半徑，近藤先遣艦隊距離更近。危險近在咫尺，弗萊徹對此一無所知，這實在是令人揪心的時刻。18時，弗萊徹掉頭開往東南。無論費爾特機群有無找到日軍船隊，他們此時可能已經前往瓜島過夜了。
後來，美國戰史專家理查德·弗蘭克寫道，「黃蜂」號這一走，使美國人喪失了「在1942年航母對決中佔據決定性數量優勢的最佳機會」。莫里森則認為關鍵時刻遣走「黃蜂」號是「弗萊徹毫無必要地加油的可悲嗜好的又一次發作」。這無疑是一個錯誤決定，但弗萊徹依據的是珍珠港的錯誤情報。
當晚，范德致電弗萊徹，島上派出的飛機沒有發現日軍船隊就返航了，卻未提及費爾特機隊。24日1時24分，「薩拉托加」號收到的一封電報將幾乎所有人都氣壞了。14時30分就回到恩德島的「麥基諾」號通報說，日軍3艘運輸船、1艘輕巡洋艦和3艘驅逐艦組成的船隊在中午就「大幅改變了航向」。萊利並沒有持續跟蹤那支船隊，而是到其他區域進行搜索。當他12時30分最後看到那支船隊時，它正向西北方向退卻。由於情報傳遞的延誤，費爾特機群在起飛之前日軍已駛出了他們的攻擊距離。之後的一條消息稍稍平息了大家的怒氣。雖然費爾特未能找到日軍船隊——田中及時掉頭使他們根本不可能找到，但冒着時斷時續的暴風雨，費爾特成功將機群帶到了亨德森機場。這讓弗萊徹如釋重負，現在他急需費爾特歸隊，以充實因「黃蜂」號離去被削弱的攻擊力量。
23日拂曉，田中登陸船隊在瓜島以北555公里處緩慢南行，南雲機動部隊和近藤先遣部隊始終保持東南航向，在田中背後370公里處斜穿過他們經過的航道。南雲計劃繼續向東南航行，24日黎明在隆加東北460公里處潛伏，對可能出現在聖克里斯托瓦爾以南的美軍航母發起突然襲擊。近藤將從南雲西南方向轉移到東北方向110公里處，以巡洋艦的水上飛機向東搜索555公里，同時警戒南雲左翼。如果基地航空部隊當日未能轟炸隆加機場，南雲將分出一支航母分隊為田中提供空中掩護，並在條件允許的情況下空襲瓜島。
因原來由「雙鶴」擔綱的第五航空戰隊已升級為第一航空戰隊，南雲又佔着「茅坑」不挪窩，這樣被擠走的原忠一就出任了第八巡洋艦戰隊司令官。他將坐鎮「利根」號率「龍驤」號及2艘驅逐艦執行上述掩護和空襲的雙重任務。實際上，「龍驤」號只有9架魚雷機和24架戰鬥機，用於自保尚顯不足，更不用說去掩護田中和空襲瓜島了。
當萊利的「卡塔琳娜」出現在視野中時，一路戰戰兢兢的田中忍不住打了一個冷戰，這預示著最後500公里航程將險象環生。壞消息很快接踵而至，遭「企業」號「無畏式」攻擊的「伊-11」號潛艇報告說，在距登陸船隊330公里處遭敵航母艦載機攻擊。由此看出，美軍航母北上速度比預計要快很多。此時距離田中最近的三川清楚，幾乎毫無戰力的登陸船隊一旦進入美軍航母的打擊距離結果可能是災難性的，立即下令田中掉頭北上，等局勢明朗后再做定奪。10時40分田中掉頭轉向北方，這正是弗萊徹和范德攻擊雙雙落空的原因。
美軍航母突然出現在遠比預想更北的位置參戰各路日軍無不驚出了一身冷汗。於是近藤、南雲和塚原紛紛派偵察機實施搜索。塚原未從偵察機處得到任何信息，只知道沿115度線搜索的那架陸攻機神秘失蹤，看來已經被美軍幹掉。其實這架飛機是因惡劣天氣墜毀的，美軍沒有擊落它的記錄。南雲在11時從重巡洋艦上彈射了5架水上飛機，又在14時派8架魚雷機在100～170度方向搜索430～460公里。實際上雙方距離超過700公里，搜索自然毫無結果。
南雲和弗萊徹想法一樣，都想隱藏自己等對方暴露行蹤后突然亮劍。他確信截至目前，機動部隊尚未被敵軍發現。為確保攻擊突然性，避免過早進入美軍瓜島陸基飛機和埃法特水上飛機的搜索範圍，南雲於17時40分下令艦隊掉頭北撤，翌日7時再重新駛向東南。近藤的搜索同樣未能發現510公裏外的美軍艦隊，他決定隨機動部隊行進至下午，然後繼續朝東南行進到21時15分掉頭北撤，次日上午在南雲以東110公里處掉頭南下。
此時特魯克東南330公里處的「大和」號正在進行加油。得知惡劣天氣導致陸基航空兵無法轟炸隆加時，山本在22時向南雲下令，第二天下午「派適當兵力轟炸瓜島機場」，同時規定在美軍航母未出現的情況上才能實施這次攻擊。南雲遂令原支隊在翌日4時脫離大隊掉頭南下，當日下午轟炸隆加機場，同時充當引誘美軍航母艦隊現身的「誘餌」。
和珊瑚海海戰類似，23日的惡劣天氣使得雙方均未發現對手的確切位置。不然，由6艘航母聯袂主演的精彩對決將提前上演。麥凱恩的「卡塔琳娜」是從恩德島出發的，而不是南雲預計的偏南830公里的埃法特。如果天氣情況良好，他們完全可以準確定位南雲、近藤和田中的船隊。近藤的1艘重巡洋艦甚至瞥見1架「卡塔琳娜」從頭頂的漫天烏雲中匆匆掠過。混沌的天空同樣妨礙了拉包爾的陸攻機和肖特蘭的水上飛機及時發現弗萊徹的艦隊。但一場海空對決的舞台無疑已經搭設完畢，只等雙方登台亮相了。
24日清晨，弗萊徹率縮水的第六十一特混艦隊繼續朝馬萊塔以東165公里處徐徐航行，2艘航母上共有戰鬥機55架、俯衝轟炸機33架、魚雷機22架。加上在瓜島過夜的31架「無畏式」和7架「復仇者」——多出1架是之前派往瓜島協調通信並帶去有關器材的——弗萊徹共有艦載機148架。日出前20分鐘，「薩拉托加」號起飛了8架戰鬥機執行空中巡邏，「企業」號20架偵察轟炸機向北側搜索370公里，另3架「無畏式」執行內圈空中巡邏任務。
差不多在同一時間，「麥基諾」號放飛6架「卡塔琳娜」，對306～348度扇面搜索1200公里，幾乎所有日軍艦船都處在這一區域。良好的能見度使6架飛機均與敵人發生了接觸。但美軍糟糕的通信使「卡塔琳娜」的索敵成果全部化為烏有。
山本計劃在所羅門群島以東、以南水域實施大面積搜索，定位那支走位飄忽的美軍艦隊。近藤先遣艦隊——1艘水上飛機母艦、5艘重巡洋艦、1艘輕巡洋艦、5艘驅逐艦，南雲機動部隊——載有142架飛機的2艘重型航母、2艘戰列艦、3艘重巡洋艦、1艘輕巡洋艦和8艘驅逐艦將向東南緩緩緊逼，一舉圍殲被定位的美軍艦隊，為田中船隊殺開一條血路。與此同時，基地航空部隊受命再次襲擊隆加機場，為原定次日的登陸掃清障礙。原分艦隊——載有33架飛機的「龍驤」號、「利根」號重巡洋艦及「時津風」號、「天津風」號驅逐艦將脫離南雲大隊，趕在田中船隊之前進入空襲隆加距離。如中午之前未能定位美軍航母，「龍驤」號將對隆加機場發起空襲。山本清楚原分艦隊勢單力薄，因此給了他兩個選擇：一是放飛艦載機后原地等待它們返回；二是迅速北撤躲避美軍可能的反擊，返航飛機前往布卡機場降落。
24日4時，鬱悶的原率分艦隊孤獨南下，他的處境頗似之前珊瑚海的「祥鳳」號——後來命運也大抵相同。不過人家「祥鳳」號是被動犧牲，他和「龍驤」號卻是主動去找死的。原清楚分艦隊一旦進入美軍瓜島陸基航空兵或航母艦載機的攻擊範圍，生還希望實在渺茫，於是準備採取山本的第二種方案。他的想法遭到「龍驤」號艦長加藤唯夫的堅決反對，加藤認為航母應留下來回收艦載機。偏偏原是個耳軟之人，竟稀里糊塗同意了加藤的意見。這下等於把「龍驤」號徹底葬送了。
24日清晨，戰場各路日軍的具體位置是：東側近藤以16節航速向東南航行，警戒南雲左翼。按計劃他應在機動部隊以東110公里，由於南雲前一天晚上是向西北而非正北航行，兩者之間實際距離為220公里。在南雲西側，田中繼續從西北510公里處緩慢向瓜島靠近。原於4時與南雲分開，沿與田中平行的方向以26節高速南下，6時抵達田中東北130公里位置。三川率4艘重巡洋艦從西面向田中靠攏。作為日軍核心打擊力量的南雲艦隊，黎明時分從田中東北260公里、隆加以北770公里、弗萊徹西北830公里和恩德島西北1110公里處以15節速度向東南進發。為防止美軍從東面迂迴，南雲於6時15分放飛了19架魚雷機，對東側半圓460公裏海域實施扇形搜索。在此前後，阿部弘毅的前衛部隊分3次彈射了21架次水上飛機執行類似任務。從中看出，中途島之敗使日軍充分認識到搜索的重要性，從而派出眾多偵察機去尋找敵蹤。可惜美軍暫時未進入日軍搜索範圍，南雲的謹慎行為毫無效果。當天，南雲擁有一大優勢，海上的東南風使他在進行航空作業時依然能不斷接近敵人。
首先發現敵蹤的仍是美軍的「卡塔琳娜」。詹姆斯·斯普拉金斯少尉在第六十一特混艦隊以北575公里處發現了1艘敵「巡洋艦」——實際上是原2艘驅逐艦中的1艘。但他在9時05分發出的接敵報告，「薩拉托加」號上的弗萊徹和「企業」號上的金凱德均未收到。隨後，斯普拉金斯繼續向西北飛行，無意中在南雲和原之間一掠而過——前者就在他東北不遠處。從恩德島出發的偵察機錯失了當天上午及早鎖定南雲艦隊的第一個機會。
隨後，蓋爾·伯基少尉的「卡塔琳娜」同樣發現「1艘航母、2艘巡洋艦和1艘驅逐艦」，這正是原的分艦隊。9時35分，伯基報告敵艦位於第六十一特混艦隊西北510公里。金凱德及時收到了這條信息，他認為弗萊徹也應該同時收到，並在9時45分通過TBS向「薩拉托加」號轉發並得到確認。航空指揮室確實記錄了這則電訊，卻沒有向弗萊徹核實他是否收到——偏偏弗萊徹沒收到。這天美軍的往來電訊用「混亂」形容已遠遠不夠了。約瑟夫·凱拉姆上尉在9時53分發現田中船隊「位於瓜島以北260海里、第六十一特混艦隊西北300海里」，他發回的接敵報告弗萊徹和金凱德均未收到。
同一時間，1架從聖埃斯皮里圖起飛的B-17在隆加以西230公里、弗萊徹以西460公里發現日軍「1艘巡洋艦」。10時03分，負責最西扇區的西奧多·楚森少尉在隆加西北410公里、第六十一特混艦隊西北555公里發現「2艘輕巡洋艦和1艘驅逐艦」——前者為驅逐艦「陽炎」號，後者是三川主力艦隊。這兩條信息弗萊徹全收到了。頭天晚上，亨德森機場曾遭炮擊，弗萊徹推測這些船很可能就是他們在匆忙撤退。迄今為止，那條發現「龍驤」號的電報弗萊徹依然一無所知。
10時12分，弗萊徹命令金凱德儘快準備好攻擊機群。「企業」號再次放飛了8架「無畏式」和6架「復仇者」以應對日益嚴重的潛艇威脅，艦上只剩下2架俯衝轟炸機和9架魚雷機。上午，執行搜索和內圈巡邏的飛機雖然很快就會返航，但要加油掛彈後方能出擊。
很快有新消息傳來。10時16分，利奧·里斯特上尉報告說，「發現敵軍巡洋艦和驅逐艦各2艘，距離450海里，方位角337度」。21分鐘后，他再次報告說「遭3架敵機攻擊」，但並未說明敵機機型。此時，伯基也發報說，「遭敵機攻擊，機型為零式戰鬥機，我將返回基地」。零戰的出現預示著那一海域很可能有日軍航母存在。10時50分的另一則電報加深了弗萊徹的這一看法，羅伯特·斯萊特中尉來電說，「在第六十一特混艦隊以北310海里處遭到敵機攻擊」。「卡塔琳娜」接連遭遇空中打擊證明一點，日軍航母已悄然進入戰場，就像美國人之前在珊瑚海和中途島所做的那樣。
里斯特發現的是近藤先遣艦隊。水上飛機母艦「千歲」號緊急起飛3架零式水上偵察機追獵「卡塔琳娜」，「麥基諾」號誤以為攻擊里斯特的是零戰，並將這條信息發了出去。當11時44分里斯特駕駛受傷飛機朝基地返航時，他正確報告攻擊自己的是3架巡洋艦上的水上飛機，但這條重要信息弗萊徹又沒收到。伯基發現的是原的分艦隊，他因此遭到「龍驤」號2架零戰的圍追堵截，1個小時后才死裏逃生。斯萊特並未發出任何消息，之前有關他的所有記錄都是錯誤的。但他曾在距南雲很近的地方飛過，日軍瞭望哨已看到了他，斯萊特卻並未發現隱藏在霧霾中的南雲艦隊。「麥基諾」號的偵察部隊就這樣錯過了定位南雲的最後機會。
接二連三的混亂情報搞得弗萊徹一頭霧水。不過也有好消息傳來。10時35分，「薩拉托加」號起飛了12架執行空中巡邏的「野貓」，隨後回收8架空中巡邏的「野貓」和費爾特從瓜島返航的7架「復仇者」和29架「無畏式」——2架「無畏式」起飛不久發動機故障返回島上。弗萊徹終於聚集了自己的打擊力量。
11時03分，當費爾特的最後一架飛機在「薩拉托加」號降落時，金凱德向弗萊徹報告說，「小夥子們已準備好了，25架轟炸機和9架魚雷機及護航戰鬥機隨時可以起飛」。金凱德90分鐘前就知道伯基發現了1艘日軍航母，他對弗萊徹這麼長時間無所事事非常憤怒。11時16分，他通過TBS質問弗萊徹：「你有沒有注意到接觸報告？」弗萊徹回復說：「報告很混亂，你有明確的敵情報告嗎？」金凱德將收到的報告全部發給弗萊徹，後者才發現伯基9時35分發現「龍驤」號的那份報告自己從未看到過。屋漏偏逢連夜雨，弗萊徹錯誤認為伯基這份報告是金凱德剛收到的，因此判斷敵軍航母位置為343度、距離520公里。金凱德清楚報告收到時間是2小時之前，認為其當前位置是336度、450公里之外。可見困擾美軍的通信問題有多麼嚴重！
弗萊徹終於斷定，此前珍珠港認為敵軍航母遠在特魯克的情報是大錯特錯的。日本人重奪瓜島的大規模攻勢已經發起，多支日軍艦隊正在西北510～555公里、寬75～110公里的正面齊頭並進。既然已發現了1艘航母，按照日軍慣例，附近肯定「至少隱藏着2～3艘」。彼得森少校回憶說，「前一天掉頭返航的登陸部隊肯定就在日軍航母北面不遠處某個地方，準備等掃清障礙后再行進入」。現在，弗萊徹必須在「黃蜂」號缺席的情況下光着一隻腳邁上拳台了。所有人都為頭一天安排諾伊斯南下加油的行動感到懊悔。
11時27分，弗萊徹下令艦隊轉向正北，朝日軍艦隊可能隱藏的海域迎頭而上，同時命令費爾特剛降落的機隊立即加油掛彈。珊瑚海的那一幕似乎即將重演。那次弗萊徹派出的艦載機只擊沉了「祥鳳」號，錯誤放過了高木和原的「雙鶴」，導致第二天它們的攻擊戲劇性終結了「列剋星敦」號。如今這兩個冤家——可能還有同夥——正潛伏在北方某處虎視眈眈，雙方可能均已進入或即將進入彼此的打擊範圍。弗萊徹不希望再犯珊瑚海類似的錯誤，「為了確認之前的偵察報告，防止頭一天攻擊機盲目出動未發現目標，我很不情願地命令金凱德立即派出攻擊機前往搜索」。
金凱德告訴弗萊徹，「企業」號有20架戰鬥機、9架各攜帶2顆227公斤炸彈的魚雷機、25架各攜帶1顆454公斤炸彈的俯衝轟炸機可以隨時出動。他建議出動其中12架偵察機和8架魚雷機執行下午的搜索任務。弗萊徹在11時37分要求他儘快做出安排，並建議在90～290度搜索460公里。出動20架攻擊機執行搜索實屬迫不得已。如果之前「卡塔琳娜」能準確定位日軍航母，它們本來可以留作攻擊使用的。弗萊徹把「薩拉托加」號的30架轟炸機、8架魚雷機和12架戰鬥機留在手上，一旦發現目標立即出動。
美國人面臨的最大危險莫過於敵機突然在頭頂出現並投擲炸彈，連它們從哪兒來都不知道。這種災難的可能性在11時50分大大增加。「薩拉托加」號的雷達發現西南方向出現不明目標，4架「野貓」立即撲了過去。一番追逐，「野貓」於12時13分在55公裏外將日軍1架川西二式大艇擊落。弗萊徹猜測因距離較遠，它並未發現自己，斯羅尼姆沒有截收到這架飛機發出過任何通信。
鑒於搜索區域太廣，金凱德將執行搜索的轟炸機和魚雷機分別增至17架、7架。12時16分，弗萊徹告訴金凱德，「薩拉托加」號已準備好了攻擊機群，如發現1艘或多艘敵軍航母可立即出動。他問金凱德還有多少飛機可用於攻擊，金凱德說有13架「無畏式」、7架「復仇者」和20架「野貓」，並請弗萊徹允許他立即發起進攻，同時再次強調「飛機已發現敵軍1艘航母、2艘巡洋艦、1艘驅逐艦，方位340度，距離250海里」。弗萊徹希望隨後的搜索能找到更多更重要的目標，他在12時42分答覆金凱德：「將你的攻擊機留作預備隊，用於可能找到的第二艘航母。」搜索機起飛之後，「薩拉托加」號的「野貓」再次擊落1架敵機，墜落點距「企業」號僅13公里。弗萊徹據此推斷「這些飛機的出現證明了敵人必然已掌握了我軍位置」，事實上2架日機在墜落之前都未將接敵報告發出去。
美軍「卡塔琳娜」的魅影在不遠的空中頻頻閃現，讓被中途島之敗弄得神經兮兮的南雲大驚失色。斟酌再三，他下令實施之前精心策劃的新戰術：由戰列艦、巡洋艦和驅逐艦組成前衛部隊，在航母前方185～280公里展開偵察隊形，派水上飛機實施搜索，為航母提供敵艦位置並對來襲敵機發出預警，最後在航母艦載機重創敵軍后衝上前去將殘敵殲滅。因所羅門群島戰事驟起，這一戰術還未來得及演練就在實戰中投入使用。南雲命令阿部率2艘戰列艦、4艘重巡洋艦和2艘驅逐艦組成前衛部隊在主力航母前方20公里處展開，形成40公里寬的正面。未按計劃185～280公里前出是因為敵人出現太過突然，分兵過晚。在中途島日軍如果這樣部署戰列艦隊，斷不至於敗得那麼慘。
由於並未發現美軍航母艦隊，中午時分，原決定按山本的指令轟炸隆加機場。12時20分，由村上敏一的6架魚雷機、納富健次郎的6架零戰組成第一攻擊波依次升空，在飛行隊長納富的統一指揮下飛往瓜島——這個納富快成日本的掃把星了。之前在珊瑚海他成功剋死了「祥鳳」號，現在馬上就要輪到「龍驤」號了。為進一步擴大戰果，12時48分，原又派出了9架零戰組成的游擊隊，之後艦隊暫時北撤。13時30分，原估計空襲已經開始，就根據加藤的建議掉頭回到原地等待接收返航飛機。
當天因拉包爾天氣惡劣，基地航空部隊無法出動。勢單力薄的納富機群在14時30分抵達亨德森機場上空，6架魚雷機投下了攜帶的36顆60公斤炸彈，造成的損壞微乎其微。隨後趕到的9架零戰掃射了地面目標，美軍15架「野貓」與同數量的零戰展開了空戰。日軍宣稱擊落美軍全部15架戰鬥機，自身損失2架零戰、3架魚雷機。14時50分，日軍攻擊機隊返航，魚雷機和零戰各1架因傷重在途中迫降。
13時20分，「薩拉托加」號的雷達發現350度、207公裏外出現了大批不明目標，但並未朝航母靠近，而是沿西南切線直奔瓜島而去。如此大的機群很可能來自同一艘航母。根據日機攻擊距離推算，這艘航母很可能潛伏在美軍艦隊以北220公里處。截至目前，「企業」號的搜索機尚未發回任何消息。在如此近距離上出現日軍航母，預示著敵軍的空中打擊隨時可能降臨。如果任由數十架飛機停在「薩拉托加」號甲板上，極可能重蹈日軍在中途島的覆轍。為避免災難性結果出現，弗萊徹決定立即派出攻擊機群。
因為缺乏最新情報，弗萊徹仍選擇了伯基9時35分發現的那艘航母作為打擊目標。但他錯以為那是11時發現的。彼得森根據錯誤時間推算，攻擊機群朝320度飛行400公里就能發現目標。如果日軍航母不在此處，費爾特可以繼續北飛碰碰運氣。由於目標距離過遠，原定為攻擊機護航的12架「野貓」無法同行。13時40分，「薩拉托加」號轉向東南加速至25節，38架攻擊機騰空而起，在費爾特率領下朝預定海域疾馳而去。
弗萊徹沒有選擇攻擊艦隊以北220公里處的那個測算目標，這一決定非常明智。實際上那個機群和猜測中的航母都不存在，雷達上出現的只是大氣干擾造成的虛影。原的分艦隊距推算位置有280公里之遙，其他日軍艦隊距離也在185公里以上。選擇攻擊虛擬目標美軍機群只能撲空，他們航行途中也不可能發現其他目標。
就在費爾特機群起飛的同時，「企業」號雷達屏幕上再次出現不明目標。8架「野貓」立即前往獵殺。14時01分，1架水上飛機墜落在距「企業」號55公里的斯圖爾特島附近。「築摩」號二號機飛行員福山一利在中彈前發出了絕命電報：「發現敵艦隊，我正遭敵戰鬥機追擊，14時。」僅1分鐘后，他的飛機就中彈墜入大海。
由於距離艦隊較遠，弗萊徹對這次接觸並未多加在意，依然率艦隊以15節速度向西北航行，以縮短「企業」號執行下午搜索任務飛機的返航距離。珍珠港發來的每日通報依然一片祥和：「據悉『雙鶴』最多到特魯克地區，其他航母應該還在日本本土。」就在此時，有關日軍第二艘航母的消息到了。
14時05分，凱拉姆上尉再次發出了接敵報告：「1艘小型航母、2艘輕巡洋艦和1艘驅逐艦，航向西南，345度，200海里。」這與之前費爾特機隊前往攻擊的那艘航母相距較遠。弗萊徹在14時35分通知費爾特，「在你目前正北350度、150海里處有1航母2輕巡1驅」。凱拉姆發現的正是先前已被發現的「龍驤」號。金凱德急於放飛「企業」號的攻擊機群，同時擔心16時30分無法趕到搜索機返航的預定地點，他告知弗萊徹，「我們必須取335度航行、20節航速才能趕到預定位置」。弗萊徹表示贊同，並詢問：「你2小時前派出去的小夥子有消息嗎？」金凱德的回答是「沒有」。
14時40分，范德來電說遭到雙發轟炸機、艦載轟炸機和戰鬥機的聯合攻擊。島上美軍觀察有誤，攻擊機場的只有「龍驤」號21架飛機，塚原陸基飛機出於天氣原因推遲了行程。
這天最倒霉的當屬原的分艦隊。回到原地試圖回收艦載機的「龍驤」號很快被「企業」號4個搜索小隊發現。查爾斯·杰特少校的2架「復仇者」在發出接敵電報后從3600米高度對「龍驤」號實施了水平轟炸，炸彈落在距航母150米的尾流之中。約翰·邁爾斯上尉率2架「復仇者」試圖效仿，遭到零戰攔截未果，哈里·科爾軍士長的僚機反被擊落。斯托克頓·斯特朗上尉的2架「無畏式」、約翰·約根森少尉的1架「無畏式」和1架「復仇者」同樣發現了「龍驤」號。就在此時，15時36分，美軍第一波攻擊機群來到了戰場，「龍驤」號的性命立即進入倒計時。
費爾特命令22架轟炸機和5架魚雷機攻擊航母，其餘6架轟炸機和2架魚雷機對付「利根」號。「龍驤」號靈巧地實施規避，美軍起初投下的炸彈全部落空。費爾特親自駕機俯衝，原擬攻擊「利根」號的6架「無畏式」也改變航向跟在他身後，之後有4顆炸彈擊中了「龍驤」號。美軍魚雷機同時在60米低空、800米距離果斷投雷，至少1條魚雷準確命中了航母左舷，劇烈爆炸導致「龍驤」號升降機被卡死，徹底喪失了收容飛機的能力。「利根」號遭到3架轟炸機和1架魚雷機的攻擊，並未受傷。
費爾特在空中一直盤旋到16時20分，開心地看着那艘航母「一邊右轉兜圈，一邊噴吐黑煙，有時煙霧消散，過一會兒又大團大團湧出」。他認為至少有1條魚雷命中了「利根」號，事實上日軍巡洋艦安然無恙。上空護衛的9架零戰聲稱擊落5架魚雷機、3架轟炸機和1架戰鬥機，實際上美機在攻擊中無一損失。
眼見「龍驤」號已失去起降能力的原，於4時下令返航機群改往布因降落，但大部分飛機已回到航母附近，燃油將盡。除少數幾架掉頭飛向布因，其餘大部分在海面迫降，由驅逐艦收容乘員。16時08分，原下令重傷的「龍驤」號轉向北行暫避。
起初「龍驤」號還能以20節行駛，但它被炸彈近失的部位很快起火。隨着航速提高，海水從被魚雷撕開的破洞洶湧灌入，鍋爐室大量進水導致主機停轉，完全喪失了機動能力。雖然火勢被逐漸撲滅，但進水太多導致航母左傾超過20度。作為一艘做過變性手術的航母，「龍驤」號設計上存在重心過高、頭重腳輕的毛病，此時更變得無可救藥。17時15分，原下令驅逐艦收容艦員，留下損管人員繼續奮戰，試圖挽救這艘航母。
16時55分，原接到了南雲發來的命令，「攻擊結束后迅速與本隊會合」。專出餿主意的加藤適時諫言，應立即處置「龍驤」號以儘快與隊會合——老酒甚至懷疑這加藤是不是美國人的卧底。原再次接受了加藤的建議，兩人隨後登上了「利根」號。倖存水兵全部離艦之後，原在19時30分命令2艘驅逐艦向航母補雷。「龍驤」號於當天20時沉入南緯6度20分、東經160度50分的海底，121名水兵隨艦陪葬。原率「利根」號和2艘驅逐艦於次日17時35分與阿部前衛部隊會合。
返航飛行員對是否擊沉「龍驤」號進行了激烈爭論，誰都沒有十足把握。美國人後來確認「龍驤」號沉沒費了很大週摺。一直到1943年1月，破譯的一封日軍電報中指示「將這艘航母從海軍艦船名冊上除籍」，戰果才最終得到確認。
美軍的通信一塌糊塗，日本人的信息傳遞同樣好不到哪裏去。因「翔鶴」號臨時出現無線電故障，福山發出的絕命電報並未第一時間被「翔鶴」號接收到。一直到14時35分，南雲才收到「築摩」號轉來的信號。福山電報並未給出美軍艦隊的準確位置，但南雲的參謀班子據偵察機的搜索路線及起飛時間，以不可思議的精確度推算出美軍艦隊位置是153度、480公里——這與弗萊徹的實際位置僅差18公里！
此時「雙鶴」共有戰鬥機51架、俯衝轟炸機54架和魚雷機36架，還有9架零戰在執行空中巡邏任務。南雲精心設計了3個規模不大的攻擊波次，以便每一波次在最短時間內一次起飛。因俯衝轟炸機更易突破戰鬥機攔截且被之前的戰鬥證實打擊航母極其有效，所有54架轟炸機全部被編入前兩波攻擊，由24架零戰提供護航。等前兩波攻擊重創美軍后，再由36架魚雷機和12架戰鬥機組成的第三攻擊波用魚雷將殘餘美艦統統送入海底。為避免重蹈中途島的覆轍，南雲當即命令第一攻擊波起飛攻敵！
此前，返航的斯萊特發現了近藤先遣艦隊。「千歲」號水上飛機母艦立即出動飛機進行攔截，斯萊特憑藉出色的駕駛技巧幸運逃脫。他在13時46分再次發出接敵報告，「基地西北475海里、140度發現1艘重巡洋艦和4艘不明類型艦隻」。毫不例外，弗萊徹和金凱德都未收到這封電報。14時30分，「企業」號2架「無畏式」與近藤發生了近距離接觸，在發出「3艘重巡洋艦、幾艘驅逐艦和其他船隻，180度，速度20節」的接敵報告之後，約翰·洛上尉率僚機對近藤發起攻擊，「摩耶」號被命中近失彈1顆。
「企業」號第一時間收到了洛的報告。14時49分，金凱德通過TBS將消息轉給弗萊徹，後者照例沒有收到。這些信息此時已變得無關緊要，美國人根本沒有餘暇去攻擊先遣艦隊，近藤的水面艦艇暫時尚無法對他們構成直接威脅。
與此同時，在洛西側扇區搜索的「企業」號偵察轟炸機中隊長雷·戴維斯上尉發現了阿部前衛部隊。在試圖對其中1艘重巡洋艦發起攻擊時，戴維斯遠遠瞥見北方海面上出現了1艘重型航母，那正是南雲旗艦「翔鶴」號，在其身後數公里處是其姊妹艦「瑞鶴」號——這回可算逮住大魚了！
此時，南雲剛放飛了第一攻擊波——「翔鶴」號的18架轟炸機和9架零戰、「瑞鶴」號的9架轟炸機和6架零戰，空中指揮官為「翔鶴」號飛行隊長關衛，他們正準備編隊出發。戴維斯立即決定放棄對阿部的攻擊，試圖與僚機駕駛員羅伯特·肖偷襲「翔鶴」號，同時向弗萊徹和金凱德發出了接敵電報。美國人的糟糕通信再次出現重大故障，戴維斯編髮的電報傳到「企業」號時戲劇性變成了一堆亂碼。金凱德急得直跺腳，美軍再次錯失了攻擊南雲主力航母的機會。
戴維斯特意爬升到5000米高度以避開零戰的糾纏，卻未能躲過「翔鶴」號新安裝的雷達——這是日軍雷達第一次在實戰中探測到敵機。可笑的是，雷達信號並未第一時間傳到艦橋，沒人提醒空中巡邏的9架零戰前去攔截，南雲等人正在忙於準備第二波飛機的起飛。為關衛護航的5架零戰發現了迫在眉睫的危險，立即脫離編隊攻擊戴維斯的2架「無畏式」，未獲成功。「翔鶴」號瞭望哨直到最後一刻才意識到危險已近在眼前，艦長有馬正文一個急轉，美軍2顆227公斤炸彈雙雙落空。第一顆炸彈落在右舷之外10米處，第二顆則落在艦首前10米處，美軍運氣實在欠佳。
突如其來的2顆炸彈驚出了南雲一身冷汗，他立即下令緊急放飛15架零戰，使空戰巡邏的戰鬥機達到了29架，包括原為關衛護航的那5架。這樣關衛機群就僅剩10架零戰護航了。南雲同時下令由「瑞鶴」號飛行隊長高橋定領銜的第二攻擊波——27架俯衝轟炸機和9架戰鬥機做好準備，隨時準備出擊攻敵。關衛和高橋都是首次在太平洋戰場上露面。
16時02分，弗萊徹仍在考慮是否出動第二攻擊波，2艘航母的雷達同時發現西北185公里出現大群不明目標，那正是關衛第一攻擊機群。此時在美軍艦隊西北偏北415公里處，高橋的第二攻擊波也起飛了。同時，阿部前衛部隊正以高速向南疾馳，擬在當晚與美軍打一場水面夜戰。關鍵時刻，上帝再次眷顧了美國人，「比叡」號1架水上飛機同樣發現了美軍艦隊，但他發回的接敵報告出現偏差，比實際位置偏南90公里，而且是以20節速度向東南行駛。顯然，當他發現弗萊徹時，一直向西北航行的美軍航母因起降作業暫時轉到東南方向。這一信息被立即傳給第二攻擊機群。高橋以為按新位置飛向東南，就能在18時左右找到目標。這一重大失誤最終使重傷的「企業」號僥倖逃過一劫。
此時，美軍艦隊位於馬萊塔以東260公里、斯圖爾特群島東南55公里位置，正以20節速度駛向西北。「薩拉托加」號在前，「企業」號在左後側18公里位置。隨着弗萊徹一聲令下，第六十一特混艦隊全體轉向東南逆風方向，以放飛第二攻擊波和更多護航戰鬥機，航速加至25節。弗萊徹命令金凱德「立即向我靠攏，第二攻擊波出動」。彼得森後來回憶說，「我們當時至少處於一種非常尷尬的境地，所有攻擊機都已出發執行任務，但還沒找到敵人主力，而敵人已經來進攻我們了。我們能做的充其量是準備迎擊空襲並聽天由命」。
此時，美軍艦隊上空有24架戰鬥機，「薩拉托加」號另有22架「野貓」已做好出擊準備。弗萊徹迅速清空了甲板，16架「野貓」立即起飛前往西北實施攔截，另6架戰鬥機用於空中巡邏。弗萊徹命令魚雷機中隊長哈羅德·拉爾森上尉的5架「復仇者」和羅伯特·埃爾德中尉的2架「無畏式」加入「企業」號第二攻擊機群，隨後回收了4架燃油將盡的「野貓」。飛機剛一着艦，飛行員立即跳出座艙，幫助地勤人員將飛機推到甲板後部，以便儘快加油裝彈重新起飛。此時，日機距離已迫近50公里。金凱德急令7架「野貓」、11架「無畏式」和8架「復仇者」起飛。由於未能發現新目標，大隊長萊斯利少校——在中途島率隊擊沉「蒼龍」號的那位——率領的第二攻擊機群將依然攻擊伯基發現的那艘航母，雖然此時費爾特可能已幹掉了他們。目標遠在480公里之外，金凱德將無法參與護航的7架「野貓」全部留下，用於空中巡邏。萊斯利受命如果夜晚無法返回，徑直到仙人掌過夜。
這樣，美軍艦隊上空的「野貓」達到53架——11架已飛向西北74公里之外，另16架正緊急馳援，剩下26架則在艦隊上空擔任預備隊。弗萊徹披上防灼傷用的藍色防火服，帶領一眾參謀登上司令艦橋觀摩日本人的進攻。8艘護衛艦排成緊密V式陣形，在1800米距離將「企業」號簇擁在中間，體形碩大的「北卡羅來納」號則在航母後方450米佔位，高射炮齊刷刷昂起了頭。16時39分，萊斯利的最後1架飛機升空。敵軍攻擊來臨之前，所有飛機全部起飛，金凱德長出一口大氣，隨後戰況如何，只能看雙方的運氣了。
不知是誰喊了一聲：「來了，那幫混蛋！」遠方天空一個個黑點陸續出現。16時40分，激烈的戰鬥在距「企業」號46公里的空中轟然打響。「野貓」的殊死進攻瞬間擊落日機6架。弗萊徹看到西北天空中出現了一道青煙，一架零戰「拖着長長的羽狀濃煙」一頭墜下，緊接着一架接一架日機起火墜落，天上佈滿了長長的黑色尾煙。
儘管美軍阻擊異常頑強，但仍有25架日軍轟炸機完成了突破。關衛率「翔鶴」號機隊直取位置靠前的「企業」號，包括航母在內的所有美艦一起開火，炮彈在空中綻放出黃黑兩色的一串串煙花。進攻和防守的飛機在煙霧中急速穿行，機翼在夕陽照射下熠熠閃光。新出道的「北卡羅來納」號果真身手不凡，密集的高射炮火讓巨艦「乍看像著了火一般」，僅它就擊落日機7架。其強大的防空火力使美國海軍開始考慮以戰列艦為航母貼身護航。從這一刻開始，戰列艦已不再是海上決戰的核心，淪為海上新貴——航空母艦的得力保鏢。
日機以7秒1架的頻率對「企業」號發起俯衝。情急之下，1名美軍軍官拔出手槍朝空射擊，直到把子彈打光為止——此舉純屬浪費子彈。「企業」號遭到的前幾輪攻擊只是近失彈，但16時44分，1顆250公斤獲得命中。炸彈穿透第一、第二層甲板在船員餐廳爆炸，當場炸死35人。第二顆炸彈命中艦尾升降機右側10米處，38人死於非命，高速航行的巨艦尾部拖出一條長長的黑煙。第三顆炸彈讓起飛信號平台徹底消失並引起火災，所幸隨後1顆近失彈激起的水柱落下后恰好將剛誘發的大火澆滅了。幾架日機攻擊了「北卡羅來納」號，落在艦尾的3顆近失彈造成1名水兵陣亡，引發的火災迅速被撲滅。
日機來也匆匆，去也匆匆，16時56分戰鬥結束。「薩拉托加」號上的弗萊徹看到「企業」號至少中了2顆炸彈，但似乎傷得不重。他迅速電告戈姆利和麥凱恩：「敵軍第一波空襲結束，『企業』號受傷，下次空襲將至。」所有日機都未對「薩拉托加」號發起進攻，這讓弗萊徹頗感意外。實際上，「瑞鶴」號9架轟炸機盯上了「薩拉托加」號。密集的高射炮火導致其中3架轉而去攻擊「北卡羅來納」號，其餘被眾多的「野貓」驅走，轉而參與了對「企業」號和「北卡羅來納」號的進攻。日軍損失轟炸機17架、戰鬥機3架，另有1架轟炸機和3架零戰在返航途中迫降。美軍損失「野貓」8架。
日軍攻擊暫告一段落。美軍必須儘快回收戰鬥機加油掛彈，以便在日軍下一波空襲來臨前將之放飛。「薩拉托加」號的雷達再次發現西北方向出現了不明目標，甚至跟蹤到一個龐大機群從正西92公里處掠過飛向正南。日軍的寶貴戰果在極短時間內被美軍損管隊員抵消。身穿石棉服的消防、損管隊員迅速撲滅大火，在中彈破孔的飛行甲板貼上鋼板。航母的3度傾斜很快得到糾正，航速逐漸恢復到24節。
看到「企業」號不再冒煙且以較高速度行進，弗萊徹問金凱德航母能否起降飛機，後者回答「現在不行，稍後有可能」。17時30分，「薩拉托加」號回收了27架戰鬥機，弗萊徹將航行轉向西北向「企業」號靠近。17時49分，戰鬥機及執行下午搜索任務的攻擊機開始陸續在「企業」號降落，「薩拉托加」號則升空了15架「野貓」執行空中巡邏。18時05分，弗萊徹開始回收燃油告急的第一攻擊波，甲板上很快擠滿了飛機，空中還有很多飛機在盤旋。18時10分，「企業」號高效回收了33架飛機，並起飛5架「野貓」執行空中巡邏。
17時55分，拉爾森的5架「復仇者」和埃爾德的2架「無畏式」穿過濃密雲層攻擊了海上的一支日軍艦隊，它們至少包括1艘「陸奧級」戰列艦、4艘重巡洋艦和12艘驅逐艦。埃爾德聲稱那艘戰列艦中彈起火，拉爾森說1條魚雷命中1艘重巡洋艦。美軍損失魚雷機1架，另有2架迫降，機組成員全部獲救。拉爾森和埃爾德都聲稱沒看到航母。
他們攻擊的是近藤先遣艦隊，其中還真有「陸奧」號。這艘戰列艦向美機發射了4發炮彈——誰也不會想到這竟是大名鼎鼎的「陸奧」號戰爭中第一次也是最後一次向敵人開火。埃爾德攻擊的是1艘水上飛機母艦，2顆近失彈給正回收飛機「千歲」號造成了嚴重損害。日軍沒有重巡洋艦被魚雷命中的記錄。
基地航空部隊也參加了當天的戰鬥。清晨，山田從拉包爾和肖特蘭各派出4架偵察機執行搜索任務，從肖特蘭出發的1架川西二式大艇曾發現了美軍艦隊，很快被「薩拉托加」號的戰鬥機擊落。8時30分，山田從拉包爾派出的24架陸攻機和13架零戰在前往瓜島途中遭遇惡劣天氣，只好在11時20分打道回府，戰果為零。
18時27分，夜幕降臨，第六十一特混艦隊130公裏外的疑似日軍機群突然轉向，從西北方向飛出了雷達探測範圍。19時15分，「企業」號已恢復至25節，13公里之外，28架轟炸機、8架魚雷機和31架戰鬥機將「薩拉托加」號的甲板擠得滿滿當當。儘管如此，艦長拉姆齊還是騰出地方回收了第二攻擊波的3架「復仇者」和2架「無畏式」。19時30分，弗萊徹統計了「薩拉托加」號的損失——僅3架戰鬥機、1架轟炸機和2架魚雷機。考慮到「企業」號可能有飛機去了仙人掌，弗萊徹預計當晚不會再有飛機返航了。
20時13分，金凱德終於確認敵軍至少有2艘大型航母、4艘重巡洋艦、6艘輕巡洋艦和8艘驅逐艦，截至15時，他們就在西北390公里處。弗萊徹猜測拉爾森攻擊的是敵護衛艦隊一部分，17時40分位於美軍艦隊以北340公里。如果敵軍以20節航速向南進發，到19時30分雙方距離可能拉近到290公里，甚至更近。如果美軍艦隊繼續以20～25節駛向西北，四五個小時后，雙方將爆發一場水面夜戰。參謀們迅速圍繞這一可能展開了討論，但弗萊徹很快決定以15節航速帶受傷的「企業」號南撤。只見他一屁股坐進椅子裏，大笑道：「小夥子們，今晚我們會收到兩封截然相反的電報。一封是尼米茲將軍的，他會祝賀我們打了一個大勝仗。另一封是金上將的，會說：『你他媽的為什麼不用你的驅逐艦進行魚雷反擊？』老天做證，他們都是對的。」
弗萊徹南撤的做法無疑非常明智。他身邊只有3艘重巡洋艦、1艘輕巡洋艦和7艘驅逐艦，與報告中敵軍艦隊的實力差距較大。日軍以擅長夜戰著稱，這已被薩沃島海戰證實。如果抽調「北卡羅來納」號參加夜戰，不但要花費大量時間，還要冒險把這艘缺乏經驗的戰列艦投入夜間不確定的戰鬥。快速減少的燃油限制了驅逐艦的高速機動，「薩拉托加」號過於擁擠的甲板也是放棄夜戰的主要原因。弗萊徹不知日軍遭受了多大損失，有充分理由相信敵軍只有1艘航母受到嚴重損傷。
金凱德報告說，「企業」號有74人死亡、100人負傷，中央升降機無法運轉，26架飛機「失蹤」——其中一些可能去了仙人掌或降落在「薩拉托加」號上。20時40分，「薩拉托加」號的雷達顯示有友軍飛機不斷接近。在月光照耀下，6架魚雷機回到「企業」號上空。金凱德大膽地讓船隊開燈以方便飛行員着艦，第二架「復仇者」一頭撞上了艦島後邊的吊車，導致甲板無法使用。艦長戴維斯上校不得不在21時14分詢問「薩拉托加」號能否收容另4架飛機，拉姆齊回答「可以，等15分鐘左右」。弗萊徹同樣下令船隊開燈導航。經過一番緊張調度，「薩拉托加」號於22時05分成功回收了4架魚雷機。
返航飛行員報告說，「企業」號攻擊機群未能集合。魚雷機在飛出510公里后看到了幾道航船的痕迹，飛近才發現是龍卡多爾環礁。由於並未受命前往仙人掌，他們丟掉魚雷后艱難返回了母艦。很快范德來電報說，有11架「無畏式」去了亨德森機場。戴維斯再次懇求拉姆齊能否收容1架飛機，拉姆齊說「可以，不過得擠一擠了」。23時03分，經過6個半小時飛行，萊斯利的飛機重重降落在甲板上，他同樣未能發現敵人。此時「薩拉托加」號上密密麻麻擠滿了93架飛機——戰鬥機44架、轟炸機32架、魚雷機17架。部分「野貓」的機頭不得不朝下架在其他飛機身上。當天這艘航母地勤人員的表現堪稱出色。
22時14分，弗萊徹電告戈姆利自己正率2艘航母南下加油，「企業」號水下部分有些損傷。同時他遺憾地表示，沒有及時發現敵軍2艘大型航母，不過還是痛擊了1艘輕型航母「使其燃起大火」，還擊傷了另一支艦隊中的幾艘巡洋艦和1艘驅逐艦。諾伊斯的「黃蜂」號已完成補給，將開往瓜島海域進行支援。
「翔鶴」號上的南雲和草鹿知道關衛機群找到並攻擊了美軍航母。16時50分，「築摩」號五號機糾正了「比叡」號偵察機的錯誤方位。但高橋並未收到南雲隨後發出的糾錯電訊，機群中倒有人聽到，但錯誤認為隊長肯定也聽到了。高橋飛得偏西偏南，未能發現美軍航母。17時30分，他又錯過了一次機會。關衛在攻擊返航時再次發出了接敵報告，「翔鶴」號重播了這條消息，高橋機隊中有人收到了，高橋依然沒能收到。17時43分，高橋到達預定位置，發現海面上空空如也——此時弗萊徹位於其東北154公里處。不甘空手回家的高橋徒勞地向西搜索直至日落，最終悻悻打道回府。第二攻擊波未能發現美軍艦隊並終結重傷的「企業」號是日軍戰役中的最大遺憾。
19時，關衛的37架飛機只有12架在航母上降落。南雲在聽取彙報后在19時28分宣佈：第一波攻擊有超過3顆炸彈命中1艘「企業級」航母。「瑞鶴」號報告有2顆炸彈擊中另一艘航母，美軍殘部正以25節高速狼狽逃竄。
此時，南雲出人意料地決定在回收高橋機群后北上加油。戰場形勢尚不明朗，南雲卻自負地認為日軍已獲得輝煌勝利。主力艦隊只受到少數敵機騷擾，隨即用73架飛機狠狠還擊了對手。南雲北撤的命令遭到了艦長有馬的強烈反對，後者強烈要求乘勝追擊一舉全殲美軍艦隊。但南雲認為戰鬥至此已打贏了，他在20時40分向山本發出了最終戰果評估：6顆炸彈命中敵1艘新型航母，另有航母和戰列艦各1艘起火。
20時15分，「雙鶴」開始回收高橋攻擊機群。36架飛機只返航了28架。得知錯過了打擊美軍航母的絕佳機會，高橋氣得在甲板上蹦得老高。7架轟炸機未能返航，另有1架迫降海上。南雲同樣打開信號燈為高橋指路，同時用無線電導航希望召喚更多飛機回來。2小時后，還真有3架迷航轟炸機空着油箱飛了回來。「薩拉托加」號的斯羅尼姆和夏威夷H站同時截收到了南雲發出的呼號，後者錯誤判斷大部分日機因尋找母艦未果墜毀。實際上南雲只損失了24架轟炸機和9架戰鬥機，此時「雙鶴」可用艦載機恰好100架——戰鬥機41架、轟炸機25架和魚雷機34架。
當晚，近藤與阿部前衛部隊順利會合，一路快速南下尋獵美軍航母艦隊，同時派出專用於夜間搜索的偵察機呈扇形尋找目標。遠在特魯克的小鬆緊急命令附近水域的10艘潛艇以最快速度南下追殲殘敵。搜索還真找到了1艘快速逃逸的「敵輕巡洋艦」，那是霍爾庫姆中校的「格溫」號驅逐艦，被金凱德派出專門營救可能因油料不足迫降的飛行員。近藤在23時30分下令取消追擊，北上加油。
得到美軍「2艘航母起火，殘部全線潰逃」的大好消息，正從西北方向徐徐進入戰場的山本「龍心大悅」。和在珊瑚海怒斥井上不同，山本支持了近藤和南雲窮寇莫追的做法。他下令近藤在條件合適時脫離戰場，南雲隨時準備在第二天攻擊發現的任何敵軍。雖然損失「龍驤」號讓山本略感遺憾，但他認為美軍的攻擊目標無疑是田中登陸船隊，「龍驤」號只是無意中扮演了一個替死鬼的角色，況且敵軍付出了遠比自己更為慘重的代價。
宇垣將「龍驤」號說成是無心插柳卻效果非凡的「誘餌」，這一說法被後來許多史學家引用。他對第二攻擊波未能找到受傷美軍航母感到惋惜。大家一致認為，只是因通信不暢或接敵報告不明確才導致未能獲得更大戰果。既然敵軍已經逃逸，山本指示繼續實施KI作戰，田中船隊必須在25日晚將一木第二梯隊送上瓜島。
24日午夜將至，蟄伏在瓜島以北350公里的田中收到了繼續南下的命令，並被告知美軍航母已遭毀滅性打擊，瓜島航空力量同樣損失殆盡。聞聽此信，田中對機動部隊的敬佩之情油然而生：了不起呀！僅一次攻擊就打得美軍沒了蹤影，看來不用多久，他就可以將增援部隊送上瓜島了。只有塚原還保持着足夠的警覺，他強烈向山本建議由南雲部隊再次轟炸隆加機場，山本斷然拒絕。和美軍一樣，山本同樣不願讓航母進入所羅門群島的狹窄水域和美軍陸基航空兵死扛。山本認為「龍驤」號在「殉國」之前已癱瘓了隆加機場，當晚另有3艘驅逐艦從肖特蘭南下再次對機場實施炮擊，登陸船隊前方已是一片坦途。
當晚，日軍3艘驅逐艦借夜色潛入鐵底灣，朝亨德森機場打了10分鐘炮，造成損失幾乎可以忽略不計。天亮之後，它們遭到了美軍6架「無畏式」的追擊。3時40分，從三川巡洋艦上起飛的5架水上飛機再次轟炸了亨德森機場，沒取得像樣戰績。麥凱恩的2架「卡塔琳娜」藉助雷達和月光進行夜間搜索，科比特少尉在瓜島以北330公里處發現了15節航速南下的一支「航母艦隊」——其實那是田中船隊。當晚，除他們向南航行，其餘日艦都是向北。炮轟隆加的3艘驅逐艦有2艘加入了田中隊伍，登陸船隊的規模達到1艘輕巡洋艦、7艘驅逐艦、4艘巡邏艇和3艘運輸船。清晨8時，他距瓜島只剩下277公里，但之後日軍再未能前進半步。
因弗萊徹已經南撤，北上的「黃蜂」號距戰場尚遠，阻擊田中的任務只能靠瓜島的陸基航空兵了。在向麥凱恩發去求援電報的同時，范德決定以最快速度對不斷逼近的日軍艦隊實施打擊。天還未亮，8架「無畏式」和10架「野貓」在曼格魯姆少校率領下從亨德森機場拔地而起，前往尋獵事實上的田中船隊。
缺乏空中掩護的田中立即變成了案板上的熟肉。速度較快的戰鬥機率先抵達戰場，開始以機槍向日艦上層建築進行掃射。體形較大的3艘運輸船和「神通」號成為隨後趕到的美軍轟炸機重點關注的對象。「無畏式」肆無忌憚地發起俯衝，「金龍丸」號很快中彈起火，另一艘運輸船也被擊中。1顆炸彈落在「神通」號艦橋正前方甲板上，24人當場死亡，田中及眾參謀都被震倒。因旗艦燃起大火聯絡中斷，田中只好轉移到「陽炎」號上繼續指揮。他下令「睦月」號靠上前去，救助「金龍丸」號落水的海軍陸戰隊員。
此時，聖埃斯皮里圖島的4架空中堡壘拍馬殺到，靠在一起幾乎靜止不動的「睦月」號和「金龍丸」號成為最佳攻擊目標。「睦月」號艦長畑野健次無疑是見過大世面的，在他印象中，美軍這種大傢伙還未有過命中海上目標的記錄，於是繼續不緊不慢實施救援作業。艦上水兵驚恐地看着美軍炸彈激起的水柱越來越近，忽然1顆炸彈穿透輪機艙頂部甲板劇烈爆炸，「睦月」號開始徐徐下沉，陪葬的有34名水兵。被撈上來的畑野朝着飛走的美機大罵道：「八嘎，連B-17也有機會逞能了！」
如此下去，別說登陸，此處就是船隊的葬身之處。氣急敗壞的田中下令驅逐艦救起倖存者並用魚雷將「金龍丸」號擊沉，同時向山本發報請求停止前進立即返航肖特蘭。不等山本回電，田中徑自率隊掉頭返航。日軍第二次增援至此功虧一簣。山本、近藤、南雲一眾大腕率主力艦隊傾力出擊，卻連1500人都無法送到島上。
10時55分，詹姆斯·墨菲上尉的「卡塔琳娜」確認由「2艘巡洋艦、7艘驅逐艦組成的日軍船隊丟下1艘起火運輸船倉皇北逃」。數架從「麥基諾」號起飛的「卡塔琳娜」陸續發現數支日軍艦隊無一例外朝北撤退，最近的一支位於隆加東北555公里。顯然瓜島的威脅已暫時解除，英勇的仙人掌航空隊成功阻止了日軍登陸行動，從而把一場並不具備決定意義的航母對決轉變為盟軍的戰略勝利。
25日11時，在瓜島西北650公里山本與南雲順利會合，此時傳來了「田中船隊遭遇空襲，一個士兵都未上岸」的不幸消息。山本只好下令暫時終止KI作戰，由「瑞鶴」號南下接應田中撤退。很快就有更壞的消息傳來，奉命南下的「伊-17」號、「伊-15」號潛艇先後發現了以20節南撤的美航母艦隊，「伊-9」號潛艇遭美軍1架飛機和數艘驅逐艦攻擊帶傷返回特魯克。此時諾伊斯率「黃蜂」號已抵達瓜島以東水域，先後擊落了4架日軍水上飛機，顯然美軍在這一地區的航空力量活動依然頻繁。山本只好承認，所羅門群島爭奪戰將是一場費時費力的「持久戰」，只有等美軍航空兵遭到毀滅性打擊之後，低速運輸船隊才能再次出海冒險，目前增援瓜島只能靠驅逐艦擔綱的「老鼠運輸」。
因防空作戰殲敵數量被過度誇大——美軍宣稱「野貓」和高炮至少擊落敵機84架，加上無線電情報顯示日軍意外損失很多飛機，尼米茲胃口被吊得很高。他認為第二個未能找到美軍航母的攻擊機群也就是高橋機隊應該「全部損失掉了」。瓜島守軍宣稱擊落敵11架轟炸機和7架戰鬥機，因此「我軍不僅擊退了敵人，而且毫無疑問奪取了制空權」。與敵人的重大損失相比，弗萊徹只損失了16架飛機。雖然「企業」號受傷，美軍仍有兩個基本滿員的航空大隊。另「黃蜂」號已完成補給兼程北上，因此像珊瑚海山本對井上那樣，尼米茲對弗萊徹在24日深夜沒能抓住機會擴大戰果匆忙南撤深感痛惜。他甚至認為日軍在25日不僅擋不住美軍航母的空襲，也贏不了與弗萊徹的水面戰鬥。
事實情況絕非尼米茲想像的那麼樂觀。美國艦隊總司令部在1943年戰鬥經驗通報時重複了尼米茲關於東所羅門群島海戰指揮不力的觀點，「特混艦隊取守勢多於攻勢，無論白天黑夜，在初戰獲勝后都應努力擴大戰果，以求徹底消滅敵人」。莫里森承認美軍艦炮不如對手，但他一如既往地批評弗萊徹缺乏進取心，而是習慣性執著於燃油問題，「弗萊徹贏了此戰毫無疑問，但那只是日本人比他更膽小罷了」。
近藤和南雲北撤併非膽怯而是過度自信。莫里森最後總結說：「美方的行動不夠大膽，關鍵是缺少敵軍情報。」後來當弗萊徹返回珍珠港向尼米茲出示收到的相關錯誤情報時，萊頓訕訕地說：「沒有截獲預料中的航母抵達特魯克的報告是因為不知道該部繞過特魯克徑直南下。不可能事事料對，這就是無線電情報。」尼米茲認為雖然弗萊徹沒能擴大戰果令人遺憾，但東所羅門群島海戰「不失為一場勝仗，它擊退了日軍重奪瓜島和圖拉吉的第一次大規模突擊，給我們鞏固和加強那裏的陣地贏得了寶貴的幾周時間」。
本次海戰日軍稱為「第二次所羅門海戰」。東京發表戰報如下：重創敵大型航母1艘，中創中型航母1艘，1艘戰列艦受中等程度損傷。我方1艘小型航母嚴重損傷，1艘驅逐艦未能返回——這當然指「睦月」號。
華盛頓的宣傳同樣高調：在8月24日的海戰中，我航母艦隊和陸基航空部隊攻擊了敵軍1艘航空母艦，重創戰列艦1艘、巡洋艦3艘、驅逐艦1艘。「企業」號在戰鬥中受傷。日軍強有力的海上部隊被迫陷入中止戰鬥的尷尬境地。
從戰術上講，日軍損失輕型航母、運輸船、驅逐艦各1艘，損失飛機75架，死亡官兵290人——其中機組成員110人。美軍沒有損失艦船，「企業」號受傷兩月無法參戰，損失飛機25架，陣亡官兵90人——其中飛行員僅7人，無疑取得了戰術勝利。海戰成功阻止了日軍的第二次增援，為范德鞏固防禦贏得了寶貴的時間。毋庸置疑，美軍取得了戰術和戰略的雙重勝利。
作為太平洋戰場僅有的五次航母對決中的第三次，虎頭蛇尾的東所羅門群島海戰略顯乏味。美軍未能對日軍主力航母發起攻擊，而南雲的王牌——日軍魚雷機並未出動。雙方參戰將領戰意都顯不足，使得這場遭遇戰草草收場。值得特別提出的是，日軍損失的大批戰機和飛行員在短期內無法得到補充，對未來戰局產生了深遠的不利影響。