日、美兩軍自1942年8月開始爭奪南太平洋的瓜達爾卡納爾島，至同年11月，日軍被迫轉入守勢，航空母艦部隊撤離南太平洋，巡洋艦以上大型艦隻不再進入瓜達爾卡納爾海域。這時，戰場上的制空、制海權已基本轉入美軍手中，瓜達爾卡納爾島上的日軍陷入嚴重困境，飢餓成了他們的最大威脅。爲此，日東南前線部隊傾注全力對島上部隊進行補給。首先是每天派出1艘潛艇，以浮桶運送所需物品。其方法是：把糧食醫藥等物裝入鐵桶(約半量)，加以密封，以繩索連接起來，載於甲板上，潛艇抵達指定水域後，將其投於水中;浮桶上浮後由守島部隊派出汽艇將其拖至岸邊撈起。然而，潛艇的運載量有限，遠不能滿足前線的需要。於是，駐臘包爾的日軍指揮部11月28日決定，再以驅逐艦加強輸送。1支由8艘驅逐艦組成的編隊，裝載1100個浮桶和少量陸軍部隊，在田中海軍少將指揮下，29日22時30分從肖特蘭島啓航。
美方的形勢迅速好轉。到11月底，在瓜達爾卡納爾島上已有兩條戰鬥機跑道和1條轟炸機跑道，可以進駐“飛行堡壘”式重轟炸機，機場上的各種飛機已增至120餘架。美國新造的和修復的艦隻也源源開來，使其南太平洋的艦艇部隊得到了很大加強。除組成兩支航母特混編隊和1支戰列艦特混編隊外，爲了切斷日軍的補給線，還組建了第67特混編隊。29日傍晚，美南太平洋地區司令哈爾西接到日驅逐艦在肖特蘭島集結並準備南下的報告後，立即命令剛剛到任的賴特海軍少將率第67特混編隊出航，前往瓜達爾卡納爾海域阻止日軍的增援行動。
29日深夜，美第67特混編隊駛離聖埃斯皮裏圖島。爲能趕在日軍之前，賴特選擇一條最短的航線，經聖克里斯托巴爾島以東向“鐵底灣”急進。30日黃昏，駛至瓜達爾卡納爾島東南海域時，其航行序列是：“明尼阿波利斯”號、“新奧爾良”號、“彭薩科拉”號、“檀香山”號、“諾思安普敦”號5艘巡洋艦居中，“弗萊徹”號、“珀金斯”號、“莫利”號、“德雷頓”號4艘驅逐艦爲前衛，“拉姆森”號、“拉德納”號2艘驅逐艦爲後衛，一律成單縱隊。日增援編隊這時雖已迫近，但美方並未發現。它的5艘巡洋艦都配有水上飛機，不但未用來進行臨戰偵察，反而爲了避免炮戰時中彈起火，將這5架飛機派往圖拉吉港去待命。
日增援編隊爲了避開美機的偵察，不惜繞道而行。從肖特蘭島出航後，首先向東偏北航行，進至翁通爪哇羣島以東急轉南下。30日下午，田中增援編隊行至聖伊薩貝爾島東北海域變成雙縱隊;入夜後，按“高波”號、“江風”號、“涼風”號、“長波”號、“卷波”號、“陽炎”號、“黑潮”號和“親潮”號的順序，列成單縱隊，各艦之間的距離爲600米，向瓜達爾卡納爾島方向疾馳。在進入“鐵底灣”之前，田中派“高波”號先行，擔任前方警戒，令其他各艦將航速減爲21節。進至瓜達爾卡納爾島的塔薩法隆格附近後，各艦除魚雷部門外，其他艦員都在準備投放裝有糧食等物的浮桶，航速減至12節。正當這時，“高波”號艦長報告：發現目標，方位100度。接着，其他日艦也先後發現了美艦。田中下令：停止投放浮桶，準備戰鬥。各艦立即清理甲板，恢復原狀，進入戰鬥部署;來不及恢復原狀的日艦，索性把浮桶拋入海中，準備應戰。
日艦所發現的目標，正是美第67特混編隊。該編隊指揮官僅僅知道有10來艘日艦南下，並未得到具體情報。賴特率其編隊正沿瓜達爾卡納爾島北岸西進時，旗艦“明尼阿波利斯”號雷達首先發現日艦，距離約2.3萬米，並通報所屬各艦，但未派前衛驅逐艦先去實施魚雷攻擊。數分鐘後，前面的4艘驅逐艦也發現目標，並做好了發射魚雷的準備。又過兩分鐘，前導艦“弗萊徹”號通過雷達判斷出日艦從其左前方接近到了7000米，艦長要求發射魚雷。賴特以爲距離尚遠，猶豫不決，並用報話機與“弗萊徹”號艦長科爾海軍中校磋商。4分鐘過後，科爾才使賴特相信距離已不算遠。當“弗萊徹”號發射魚雷時，在其後面跟進的驅逐艦也相繼發射了魚雷。“弗萊徹”號進行兩次齊射，發射10條魚雷，“珀金斯”號發射8條魚雷，“莫利”號因未能測定目標方位距離，未發射魚雷;“德雷頓”號由於看不清目標，只對其中1艦發射2條魚雷。但因兩軍正以相反航向疾馳，相對陣位變化迅速，日艦已從美前衛驅逐艦的左前方駛到左後方，距離開始拉大，美軍所發射的20條魚雷，無一追上目標。這時，日編隊正在美巡洋艦羣左前方，賴特下令開炮，5艘巡洋艦以主炮射擊，擔任前衛的4艘驅逐艦也以艦尾炮轟擊。居殿後位置的2艘驅逐艦因裝備的是舊式雷達，看不清目標，僅向左前方連連發射照明彈;待日艦進入目視距離時，它們纔開炮。
日編隊這次出航的任務，是前送補給品。田中司令官在出發之前指示各艦：除非絕對必要，不要使用艦炮，儘量以魚雷襲擊敵人。美艦發炮的閃光，成了日艦實施魚雷攻擊的最佳瞄準點。美艦開炮時，日艦正駛至其巡洋艦附近。當美旗艦“明尼阿波利斯”號進行第9次艦炮齊射時，即被2條魚雷擊中，艦首被炸燬，艙內進水，航速銳減。在旗艦後面跟進的“新奧爾良”號巡洋艦，爲了不撞上前行艦，急忙滿舵右轉，一條魚雷擊中其左舷前部，彈藥艙爆炸，破口裂到2號炮塔附近，航速減至5節。第3艘巡洋艦“彭薩科拉”號爲了避開前面兩艦，則向左急轉，這樣就陷入起火燃燒的兩艘美艦與日編隊之間。它在火光的映襯下，成爲日艦發射魚雷的極好目標。“彭薩科拉”號被一條魚雷擊中，機艙進水，引起大火，3座炮塔不能使用。見此情景，第4艘巡洋艦“檀香山”號則向右轉舵，未暴露目標，從烈火熊熊的兩艘受傷巡洋艦的右側安然通過。它一面以高速向薩沃島北面撤離，一面用152毫米火炮繼續射擊。美第5艘巡洋艦“諾思安普敦”號，也隨“檀香山”號從右側穿過，一邊用203毫米火炮射擊，一邊向西北航進。數分鐘後，該艦與日“親潮”號驅逐艦相遇。“親潮”號發射8條魚雷，“諾思安普敦”號被擊中兩條，發生大火，機艙進水，艇體傾斜，於次日晨沉沒。擔任後衛的“拉姆森”號和“拉德納”號2艘驅逐艦，一度受到己方巡洋艦的誤擊，便匆忙撤出戰場。
由於“明尼阿波利斯”號受傷，賴特把指揮權交給隨“檀香山”號出海的蒂斯代爾海軍少將。蒂斯代爾未令各艦集合，僅率“檀香山”號圍繞薩沃島搜索日艦，未再發現敵情，遂令驅逐艦打撈落水人員，並護衛巡洋艦撤離。
剛開始交火時，日艦“高波”號離美編隊最近。它對美艦發射魚雷後，旋即受到對方艦炮的集中射擊。“高波”號以艦炮猛烈還擊，但它發射的次數越多，被擊中的彈數也越多。它發射70餘發炮彈，便起火、爆炸而沉沒。其他日艦實施魚雷攻擊後，有的又駛近岸邊把艦上的浮桶放於水中，完成了輸送任務。至次日(12月1日)1時30分，除“高波”號外，其餘日艦均已撤離“鐵底灣”，向肖特蘭基地返航。
此戰中，美軍在兵力上明顯強於日軍，而且已知日輸送隊南下，特意前來截擊，處於主動地位，美艦又裝有新式雷達，可以先於對方發現目標。儘管它在諸多方面佔有優勢，結果反遭敗績(巡洋艦被擊沉1艘，被重創3艘)。究其原因，主要是美軍戰術不夠靈活。如發現敵人即令擔任前衛的幾艘驅逐艦實施魚雷攻擊，打亂日艦的戰鬥隊形，作爲主隊的幾艘巡洋艦便可在相當程度上避免遭到對方的魚雷攻擊，還可使用艦炮對己方的前衛進行支援，從而取得良好戰績。這是日美雙方爲爭奪瓜達爾卡納爾島而進行的最後一次海戰。日田中編隊在戰術上機動靈活，並取得了成功。可是，這並不能抵消他的上司們在戰役指揮方面的失誤，更不能改變整個戰役的結局。
