下午1时，近藤的进攻舰队和阿部的前锋舰队的战舰一起向美国航空母舰特混部队被报告的位置前进，和提高速度，试图以舰艇炮火进行拦截。“瑞凤号”及南云在舰上的“翔鹤号”退出了战斗地区，离开了角田觉治少将指挥的“瑞鹤号”和“隼鹰号”的航空母舰部队。在下午1时06分，“隼鹰号”出动了她的第2波攻击部队包括7架**轰炸机和8架零式战斗机，和“瑞鹤号”出动了第3波攻击部队包括7架**轰炸机、2架俯冲轰炸机和5架零式战斗机。下午3时35分，“隼鹰号”出动当日最后一轮攻击机队，包括4架轰炸机和6架零式战斗机。
在解决一些技术问题后，“北安普顿号”终于在下午2时45分开始慢慢地拖着“大黄蜂号”离开战场。此外，“大黄蜂号”的舰上人员已到达能恢复部分舰炮动力的边缘。下午3时20分，“隼鹰号”的第2轮攻击机队到来，攻击几乎停在水面的舰体。3时23分，一枚**击中“大黄蜂号”，破坏了正在维修中的电力系统，造成严重入水和倾斜14度。由于没有电力泵走进水，“大黄蜂号”未能被救回，和船员弃船。来自“瑞鹤号”的第3波攻击部队在此时攻击“大黄蜂号”，一枚**击中了正在下沉的舰体，。所有“大黄蜂号”的船员在下午4时27分离船。日军最后一轮攻击机队在5时20分向正在下沉的舰体投下最后1枚**。
美国海军驱逐舰马斯汀号和安德森号奉命以舰上炮火和**击沉“大黄蜂号”，而当时其余的美国军舰已向东南驶去以走出近藤和阿部即将到来的军舰之攻击范围。在日本驱逐舰行驶至仅20分钟路程时，美国两艘驱逐舰在晚上8时40分放弃已陷入火海中的“大黄蜂号”。近藤和阿部其余的战舰在晚上10时20分到达“大黄蜂号”身处的地点，决定该舰已受严重破坏而未能俘虏和在10月27日凌晨1时35分发射**将其击沉(08°38′S166°43′E)。由于“隼鹰号”和“照月号”在几个夜晚遭到雷达装备卡塔林纳水上飞机的攻击、根据情报已知道美国军舰已退出该地区，加上关键的燃料情况令日本重新考虑是否应进一步的追击美国舰队。在北所罗门群岛附近加油后，日本舰队在10月30日返回到他们的主要基地特鲁克。当美国舰队撤向埃斯皮里图桑托岛和新喀里多尼亚时，“南达科他号”与驱逐舰马汉号相撞，该驱逐舰遭受了严重损害。
这场战役以美军战败画上了句号，日军虽然随说赢了也是付出很大代价。。。。。。。
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