发现日军编队后的几分钟里，美军编队没有立即开火，一个问题困扰着战斗情报中心专家。因为科隆班加拉岛上高耸的山坡回波掩盖了目标，他们无法判断面前究竟有多少艘敌舰、分别是什么级、如何配置和航向如何，也无法区分第2运输队的4艘驱逐舰。此时，一切就看指挥官的临场判断了。1时49分，安斯沃思少将断言有2队敌舰，总数7到9艘。为了保持攻击最有利的阵位，他命令航向向右调整60度，恢复到302°。现在距离11000码。他必须以最快的速度调整，因为先敌压制十分重要，他不想出现类似上一次“斯特朗”号那样的情况。同时，安斯沃思决定在中等距离上用雷达引导火炮射击。现在雷达屏幕显示，第2群的4个目标为大船，因此他命令“杰金斯”号和“拉德福特”号与巡洋舰一起射击它们，而“尼古拉斯”号和“奥邦农”号对付不远的目标。1时54分他下令开火。当驱逐队指挥麦金纳尼(Mclnerney)上校询问使用什么武器，旗舰回答：“使用一切武器，但火炮优先。”

在下令开火后，安斯沃思少将再一次修正了他的命令，因为他认为在相对接近美军的那支舰队后方1万码处的大船(第2运输队)并不存在。他下令巡洋舰全部火炮集中射击距离较近的那支编队。“跟随前舰，同时转向与敌舰反向。”1时56分，距离7000码。本该射击了，但是“海伦娜”号却没有找到目标。1分钟后，当秋山的舰船清晰地出现在左舷6800码处时，第一炮打响了。这些军舰，尤其是“海伦娜”号喷射出刺目绚烂的火焰。这是因为“海伦娜”号上没有无焰火药，而其他军舰的无焰弹也只够最初的3到4次齐射所需。

美军开火时，日本驱逐舰正位于一个极佳的瞄准点，但是“新月”号并没能及时发射致命的鱼雷，美军舰只的第一次齐射就彻底压制了它。6英寸炮弹雨点般落在它的躯体上，击毁了舵机传动设备，它很快就剧烈燃烧着，摇摇晃晃离开队列。不过对日军来说更为糟糕的是，美军的炮弹摧毁了“新月”号的舰桥，正在那里指挥战斗的秋山少将和参谋人员都魂归九段坂。现在日军三支分队各自为战了。2时12分，在美军开火仅15分钟后，“新月”号快速沉没――极少数人获救。未遭到射击的“凉风”号和“谷风”号进行了日军编队唯一的反击――朝美军炮口闪光处发射了16枚49节的长矛鱼雷。然后两舰在美军的弹雨中，一面施放烟幕，一面向西北撤退。

与巡洋舰不同，美军驱逐舰在好长一段时间保持沉默。其中，老舰“奥邦农”号上经验丰富的舰长唐纳德J麦克唐纳(Donald J.MacDonald)认为，在目前的情况下，最好是象瓜岛战斗中的那样，采取鱼雷攻击而不是使用火炮。尽管他的炮术长提出完美的炮击方案，他仍然不予批准，直到他确定丧失了鱼雷攻击机会，才放弃固执的想法。领先很远的“尼古拉斯”号和紧跟在巡洋舰后面的“杰金斯”号也面临同样的问题，所以当鱼雷未发射时，火炮并没有开火。而“拉德福特”号则一直被“杰金斯”号挡住了视界，以至于该舰一直无法开火。

假如按照过去纯粹计算发射金属的重量，安斯沃思少将的巡洋舰赢得了战斗的前5分钟。有超过2500发6英寸炮弹向敌人倾泻(美军称之为“6英寸机关枪”)，而遭到的抵抗十分微弱。安斯沃思认为“几乎消灭”敌人舰队，但这实际上是错误的。日本护卫队的3艘驱逐舰中仅有“新月”号沉没，其他的2艘受损轻微：“凉风”号的探照灯损坏，前炮塔丧失战斗能力，1座防空机关枪弹药库燃烧，船体有些破孔，3人死亡。“谷风”号损失更轻，一枚哑弹击中锚链卷扬机舱，食品舱进水。两舰都成功得摆脱了美军的攻击。

海伦娜的沉没

当“凉风”号和“谷风”号离开，美军炮火稀落时，日军第2运输队的船只出现在美国军舰雷达屏幕上。它们的距离13000 码以30节向北航行。2时03分，反应敏捷的安斯沃思少将命令编队后退，取航向112°。这样就可以夺取有利的战术T字位。但是还没等美舰的信号兵将信号发完，日军的长矛鱼雷杀到了。一贯幸运的“海伦娜”号成了不幸的牺牲品，在2时04分到2时07分的短短3分钟里，它被连续击中了3枚长矛鱼雷。第一枚从1、2号炮塔之间炸断了炸断了整整四分之一舰长的一段舰艏。水迅速涌进船体，使船体两头如折叠一般。美军舰只立即离开该水域，在海伦娜第一次中雷时，安斯沃思就下令转向。“圣路易斯”号舰长科林丰贝尔(Colin Campbell)下令向右大转以避免与“海伦娜”号相撞，转过一个大环，笔直得驶向东南东。

中雷时，在“海伦娜”号轮机室里，轮机长查理斯估錰克中校(Charles O.Cook)正站在仪表前，眼睛迅速地从一个跳到另一个，耳朵听着6英寸火炮射击时压抑的呜呜(whoomf-whoomf)声。突然间，军舰遭到了鱼雷攻击。库克看了仪表，蒸气压力正常。攻击不在他的B区。当他的电话兵询问各个岗位情况时，附近遭到了第二次猛烈的攻击。这枚鱼雷在2号烟道下面很深处爆炸。仪表显示蒸汽压力迅速下降。正常照明已经丧失，仅有模糊的紧急照明设备开启。后部轮机测试，但是没有回答，轮机转速迅速下降。老练的库克并没有惊慌，他沉着地面对危机，仔细分析问题出现的原因。这些问题显示出鱼雷命中前主机舱和3号锅炉舱之间，舱室之间已经断裂。他知道，这意味着4号锅炉舱也进水。他询问舰桥，发现电源也断了。现在人的生命更重要，他命令打开装甲舱门，借助微弱的紧急照明，让手下这群黑人逃往甲板，仅留下6个人和他一起修理。接着是第3枚鱼雷，距离第2枚击中位置很近，船底象碎坚果壳般破裂。燃油喷到库克和手下的脸上，他们听见海水涌进了下面。必须马上离开，当他们冲到第3层甲板，海水漫到了脚后跟。他们尽力想关上舱盖，但是海水的压力很大，他们借助另一个梯子登上第2层甲板，上升的海水冲倒了库克，但他抓住钢环，没被冲走。在这里，他遇到美国海军后备队上尉罗伯特E(Robert E.Beisang)，他因为没接到弃舰命令而带领部下坚守岗位。Beisang不相信自己的岗位已经浸泡在油中，直到浑身油污的库克出现在他面前。他们简要地交换意见。Beisang说无法通信，一个水兵指出隔舱已经进水到达眼睛的水平，他们立即通过扶梯向上转移，到达主甲板的时候，发现船尾已经高高翘起，船体分成两截。一些人们掉进油水之中，拼命祈祷不要起火。随着“海伦娜”号的后半部分逐渐下沉，舰的前半部分所剩下的残骸也开始下沉，舰首也高高翘起。舰长塞西尔(Cecil)喊到“弃舰!” 通信官受了重伤，两度昏迷，他担心秘密文件和密码。他的助手将袋子整齐地拖到甲板，丢弃在那里。雷达官丢弃了雷达零件。C.I.C.军官监督放下救生筏，筏边扒满了手。舰长塞西尔最后离开。他游过满是油污的海面，登上最近的一艘救生筏。6分钟后，“海伦娜”号折断，消失在300寻深的海水里，船艏漂浮海面。