Разделавшись с Южным соединением союзников, колонна японских крейсеров при повороте на север разделилась. Это произошло случайно, так как концевые крейсера оторвались от строя. В результате «Тёкай», «Аоба», «Како» и «Кинугаса» шли восточнее, а «Юбари», «Тэнрю» и «Фурутака» — западнее. Ошибка оказалась очень удачной. Следуя параллельными курсами, обе японские группы зажали в клещи Северное соединение капитана 1 ранга Рифхолла.

Северное соединение патрулировало между островами Саво и Флорида, следуя по квадрату. Американские крейсера шли кильватером: «Винсенс» головным, за ним «Куинси» и «Астория». Эсминцы «Хелм» (капитан-лейтенант Ч.Э. Кэррол) и «Уилсон» (капитан-лейтенант У.Г. Прайс) держались впереди «Винсенса».

Двигаясь со скоростью 10 узлов, американские корабли вышли на южную сторону квадрата и только что повернули на север-запад, когда «Тёкай» обнаружил их. Через секунду крейсер «Аоба» осветил прожектором квартердек крейсера «Куинси» и открыл огонь. Вспышки выстрелов, свист снарядов, ослепительные лучи прожекторов ошеломили американцев. Они находились в состоянии повышенной готовности, но не все моряки занимали боевые посты. На юге были замечены вспышки выстрелов, однако капитан 1 ранга Рифхолл предположил, что это «Чикаго» ведет огонь по самолетам. В довершение всего крейсер «Чикаго» не оповестил Северное соединение о появлении японских крейсеров.

Поэтому корабли Рифхолла оказались в бою совершенно неожиданно для себя. Японцы ударили внезапно, как стрела, вылетевшая из темноты. Через несколько минут все 3 американских крейсера получили множество попаданий. Изрешеченная «Астория» превратилась в пылающий ад. Крейсер «Куинси» оказался зажат между колонной «Тёкая» и колонной «Фурутаки» и вскоре превратился в бесформенную руину. Торпеды и снаряды обрушились на «Винсенс». Поврежденные и горящие, американские крейсера пытались отстреливаться. Их снаряды поразили «Тёкай», «Аобу», «Кинугасу», но японцы отделались легкими повреждениями, оставив позади себя кровь и смерть.

Для американских эсминцев, находившихся в составе Северного соединения, бой превратился в нечто вроде боксерского матча с завязанными глазами. Противник был там, тут и повсюду. Американские крейсера перекрывали линию огня. Эсминец «Уилсон» сделал несколько выстрелов по «Тёкаю», но его 127-мм снаряды пролетели мимо японского флагмана. Эсминец «Хелм» полностью потерял ориентацию в этом хаосе и не мог отличить своих от чужих. Он сделал 4 выстрела из 127-мм орудий, а потом погнался за кораблем, который оказался американским. Вероятно, это был «Ральф Тэлбот». Японские крейсера не обращали внимания на «Уилсон» и «Хелм», Микава сосредоточил огонь на тяжелых кораблях.

К 02.20 японскому адмиралу стало ясно, что он выполнил свою задачу. Микава приказал отходить и повернул «Тёкай» на северо-запад. Две японские колонны обошли остров Саво против часовой стрелки и направились в Рабаул. Позади них остались тонущие тяжелые крейсера «Винсенс», «Астория», «Куинси» и «Канберра».

Но впереди японцев ждала еще одна цель. Неожиданно на пути японской колонны оказался дозорный эсминец «Ральф Тэлбот».

Когда «Ральф Тэлбот» услышал по радио оповещение, переданное эсминцем «Паттерсон», капитан-лейтенант Каллахэн полным ходом повел свой эсминец на юг. Отдаленные вспышки в проливе Саво напоминали грозовые зарницы, но миноносники знали, что они видят разгоревшуюся битву.

Затем огненные вспышки приблизились. Потом весь горизонт окрасило зарево пожаров пылающих кораблей. А еще немного погодя, в 02.17, бело-голубой луч прожектора пробежал по воде и остановился на эсминце «Ральф Тэлбот». Сразу после этого на эсминец обрушился град снарядов. Они падали совсем рядом с бортом, поднимая разноцветные всплески. Один снаряд разбил торпедный аппарат № 1 и убил двоих матросов. У Каллахэна волосы встали дыбом. Эти цветные всплески слишком походили на американские. Он передал прожектором опознавательный и отрепетовал его по УКВ. Обстрел внезапно прекратился.

Эти первые несколько залпов действительно могли быть американскими, либо они были выпущены японским легким крейсером «Тэнрю», который в это время поворачивал на северо-запад вокруг острова Саво. В любом случае, «Ральф Тэлбот» проскочил под носом крейсеров «Юбари», «Тэнрю», «Фурутака», словно автомобиль, пролетающий через линию перед самым паровозом. Затем «Юбари» включил прожектор и осветил «Ральф Тэлбот».

Японский крейсер и американский эсминец открыли огонь с дистанции 3300 ярдов одновременно. Артиллеристы «Юбари» сразу добились попадания, и снаряд врезался в штурманскую рубку эсминца, частично уничтожив приборы управления огнем. Другой снаряд попал в кают-компанию. Потом был разбит торпедный аппарат, а последнее попадание вывело из строя кормовое 127-мм орудие. Эсминец выпустил 4 торпеды, которые прошли мимо, и послал несколько снарядов, пара из которых могла попасть в крейсер. Затем прожектор «Юбари» погас, и вражеские корабли умчались прочь. Японские капитаны были твердо уверены, что уничтожили еще один американский корабль.

«Ральф Тэлбот» получил тяжелые повреждения. Пламя вырывалось из штурманской рубки, машинный телеграф и рулевое управление отказали, эсминец получил крен 20°. И все-таки он не собирался тонуть. Очень вовремя налетел дождевой шквал, который укрыл его. Затем механики сумели поднять давление в кормовых котлах, и корабль пополз к острову Саво. Там пожар был потушен, крен выправлен, временно заделаны пробоины. Эсминец прибыл в Тулаги, потеряв 12 человек убитыми, 2 пропавшими без вести, 23 ранеными.

С уходом японцев стрельба не прекратилась.

Примерно в 03.30 эсминец «Паттерсон» получил приказ командира «Чикаго» капитана 1 ранга Г.Д. Бойда оказать помощь крейсеру «Канберра». Когда эсминец подошел к борту пылающего австралийского крейсера, на том начали взрываться боеприпасы. И только в 04.00 Уокер и его матросы смогли помочь австралийцам тушить пожары.

Вскоре стало ясно, что быстро с пожарами справиться не удастся, поэтому крейсер не сумеет отойти вместе с кораблями адмирала Тэрнера. Был отдан приказ оставить корабль. Когда «Осси» начали покидать крейсер, в 05.10 из темноты вынырнул неизвестный корабль. «Паттерсон» запросил опознавательные, но не получил ответа. Дважды повторив вызов и не видя ответа, «Паттерсон» навел на незнакомца прожектор. В ответ был открыт огонь. После обмена несколькими залпами капитан 2 ранга Уокер решил, что он узнает силуэт «Чикаго». Он спешно приказал передать свои опознавательные. Незнакомец действительно оказался крейсером «Чикаго», и перестрелка между американскими кораблями прекратилась.

В 06.22 на помощь «Канберре» прибыл эсминец «Блю». Он вместе с «Паттерсоном» снял около 680 австралийцев, которые были переданы на транспорты, стоящие на якорях возле Гуадалканала. Крейсер «Канберра» был потоплен торпедами эсминца «Эллет».

В 02.35 перевернулся и затонул пылающий, словно огромный костер, крейсер «Куинси». Через 15 минут перевернулся и затонул пожираемый пламенем «Винсенс». Часть моряков с этих крейсеров подобрали эсминцы «Бэгли» и «Хелм».