El contraalmirante Richmond K. Turner comandó la flota anfibia, la cual desembarcó 16 000 soldados aliados en Guadalcanal y Tulagi.

Planeó desembarcar lo más que se pudiera durante la noche y salir al día siguiente.

[13]​ Los japoneses no estaban preparados ante la operación aliada en Guadalcanal, por lo que su respuesta inicial fue lanzar ataques aéreos e intentos de reforzar a las tropas.

[14]​ Mikawa también reunió a todos los barcos disponibles en el área para atacar la flota aliada en Guadalcanal.

[18]​ Posteriormente viajarían a través del estrecho de Nueva Georgia (conocido como el «Slot»), esperando que ningún avión enemigo los avistara conforme caía la noche.

A las 10:20 y 11:10 sus barcos fueron avistados por aeronaves australianas de reconocimiento Hudson, con base en Milne Bay, Nueva Guinea.

Un segundo Hudson tampoco pudo dar su reporte del avistamiento por radio, pero éste decidió terminar su patrullaje y aterrizó en Milne Bay a las 15:00.

Por razones desconocidas estos reportes no fueron transmitidos a la flota aliada en Guadalcanal, sino entre las 18:45 y 19:10 del 8 de agosto respectivamente.

[25]​ Clutchley colocó dos destructores equipados con radares al oeste de Savo para tener una alerta temprana ante el posible avance enemigo.

[27]​ Los tripulantes de los barcos aliados estaban fatigados debido a que durante dos días habían estado en alerta constante y apoyando los desembarcos.

Además, el clima era realmente caluroso y húmedo, lo que aumentaba la fatiga de las tropas.

Durante la conferencia, Turner, Crutchley y Vandegrift discutieron los reportes sobre una fuerza de hidroaviones que habían comunicado los tripulantes del Hudson anteriormente.

[39]​ Varios minutos después, alrededor de las 01:38, los cruceros japoneses comenzaron a lanzar torpedos contra la flota aliada.

El Patterson incrementó su velocidad al máximo y disparó proyectiles de iluminación hacia la columna japonesa.

Bode ordenó que se dispararan proyectiles de iluminación contra la flota enemiga, pero estos no funcionaron.

El crucero disparó con sus baterías secundarias a la columna japonesa y pudo haber dado al Tenryū, ocasionando daños leves.

[50]​ Durante este tiempo, el Patterson se enfrentó a la columna enemiga e intercambió disparos con ella, recibiendo un impacto en la popa, lo que ocasionó la muerte de 10 marinos y daños moderados.

El Patterson continuó persiguiendo a los barcos enemigos y probablemente alcanzó al Kinugasa, lo que le ocasionó daños moderados.

El capitán del Quincy dio la orden de comenzar a disparar pero la tripulación aún no estaba lista.

A las 02:16 el crucero fue alcanzado por otro torpedo, procedente del Aoba, y la artillería que aún funcionaba cesó de operar.

Con todos los cuartos de calderas destruidos, el Vincennes se detuvo, y envuelto en llamas escoró a babor.

[62]​ Durante el combate los destructores estadounidenses Helm y Wilson tuvieron dificultades para ver a los barcos enemigos.

Los buques japoneses apuntaron con sus reflectores al destructor estadounidense y lo atacaron con artillería, causándole daños graves.

El Ralph Talbot pudo escapar hacia una borrasca, mientras que los barcos enemigos prosiguieron su marcha.

Aunque varios miembros de su personal pedían regresar y atacar los transportes, el consenso general fue retirarse,[68]​ por lo que Mikawa dio las instrucciones pertinentes a las 02:20.

Durante este tiempo las fuerzas aliadas en Guadalcanal recibieron apenas las provisiones y suministros necesarios para hacer frente a los ataques japoneses, los cuales tenían por objetivo retomar las islas.

[74]​ A pesar de esta derrota, los Aliados finalmente ganaron la lucha por Guadalcanal, un importante paso hacia la victoria sobre Japón.

Muchos de los transportes presentes en la batalla participaron varias veces más durante los meses siguientes.

Las carreras de Turner, Crutchley y McCain no parecen haber sido afectadas por la derrota o por los errores que cometieron para contribuir a ella.

[79]​ Posteriormente el almirante Turner dio su versión de porque habían sufrido una dura derrota en esta batalla: