Верный своей стратегии, адмирал Ямамото снова раздробил и разбросал свои силы, что при Мидуэе привело его к тяжелейшему поражению. Казалось, что ему противен самый простой план: сосредоточить вместе все силы и бросить их на американцев. Адмирал Нимиц в Пирл-Харборе и штаб командующего юго-западной частью Тихого океана в Нумеа отлично знали, что Ямамото готовится бросить в бой почти все свои корабли. Американский флот тоже начал собирать все силы, зная, что бой будет серьезным.

Утром 23 августа японские соединения двинулись на SO-t-S, держась значительно восточнее Соломоновых островов. Американский флот в это утро шел на NNW, примерно в 150 милях восточнее Малаиты, то есть параллельно японцам. Оба стороны осторожничали, как обычно было в авианосных боях.

Первыми обнаружили противника американцы, когда разведывательный самолет с острова Санта Крус в 9.50 сообщил, что видит войсковой конвой. Адмирал Флетчер приказал самолетам “Саратоги” найти и атаковать эта корабли. В 14.45 “Саратога” поднял 31 бомбардировщик и 6 торпедоносцев. На Гуадалканале тоже получили это сообщение и выслали 23 самолета на охоту за транспортами. Но обе группы самолетов ничего не нашли, так как адмирал Танака, зная, что его заметили, повернул назад. Кроме того, погода и видимость были плохими. В 18.00 повернули назад и остальные японские соединения.

Оперативное Соединение 61 адмирала Флетчера 23 августа кружило вокруг Малаиты. В 6.00 24 августа японские корабли снова повернули на S. И снова американцы обнаружили их первыми. В 9.05 патрульный самолет с острова Ндени заметил группу “Рюдзё”, идущую на S примерно в 260 милях от ОС 61. В 11.28 “Рюдзё” был замечен еще раз, теперь на 35 миль ближе, причем расстояние продолжало сокращаться. Но к 11.00 Флетчер знал, что за его соединением следит четырехмоторная летающая лодка. Поэтому в 12.30 он приказал “Энтерпрайзу” поднять 23 самолета, чтобы обыскать сектор в 200° на расстояние 250 миль.

У адмирала Флетчера в это утро было много проблем. Далеко не самой последней было скверное состояние атмосферы, которое часто не позволяло принимать радиограммы. Чтобы еще больше усложнить задачу, его пилоты заполняли эфир потоками пустой болтовни. Хотя поступили сообщения о новых контактах (в 14.00 — авианосец в 60 милях на N0 от “Рюдзё”; в 14.30 были замечены “Сёкаку” и “Дзуйкаку”; в 14.40 было замечено соединение Абэ), Флетчер помнил, что вчера был замечен конвой, а сегодня его не нашли. Поэтому он отнесся к сообщениям немного скептически. Действительно, он не имел точной и полной картины японских передвижений. Однако он больше не мог игнорировать японский легкий авианосец, который оказался совсем рядом и приказал “Саратоге” выслать 30 бомбардировщиков и 8 торпедоносцев. Флетчер осторожничал, так как опасался атаки самолетов японских тяжелых авианосцев. Ведь у него для контратаки оставалось всего 14 бомбардировщиков и 12 торпедоносцев. Но, помня бой в Коралловом море, он упрямо держал в воздухе патруль из 51 “Уайлдкэта”.

Тем временем “Рюдзё” вышел в назначенную точку и в 12.20 поднял первую волну из 6 торпедоносцев и 6 истребителей для удара по Гуадалканалу. Они должны были атаковать аэродром Гендерсон вместе с двухмоторными бомбардировщиками из Рабаула. В 12.48 была поднята вторая волна из 9 истребителей. Когда самолеты “Рюдзё” появились на экранах радаров Оперативного Соединения, информация была передана самолетам “Энтерпрайза”, которые решили перехватить вражеские самолеты в 100 милях от своего корабля, а не искать авианосец, с которого они стартовали. Вскоре после этого адмирал Флетчер начал получать дополнительную информацию от PBY и самолетов “Энтерпрайза”. “Рюдзё” был обнаружен в 200 милях от него, большой авианосец был замечен в 60 милях севернее “Рюдзё”, в 14.30 были обнаружены “Сёкаку” и “Дзуйкаку” в 200 милях от американцев. Через 10 минут было замечено передовое Соединение. Но так как большая часть самолетов была уже в воздухе, у адмирала Флетчера просто не осталось воздушных сил. Он безуспешно попытался перенацелить группу “Саратоги” с легкого авианосца на “Сёкаку” и “Дзуйкаку”, но связь была такой плохой, что это оказалось просто немыслимо.

Поведение командира “Рюдзё”, капитана 1 ранга Тадао Като, в этот период боя понять трудно. Подняв свои самолеты, он в течение часа шел на север, потом в 13.30 повернул на запад. Вскоре после этого он еще раз изменил курс, чтобы прибыть в намеченную точку приема самолетов. В течение всего этого периода “Рюдзё” держал 9 оставшихся истребителей на борту, хотя в 13.41 его наблюдатели заметили самолет-разведчик противника. Потом в 13.51 из облаков выскочил В-17 и попытался атаковать авианосец. “Рюдзё” наконец выпустил 6 истребителей, которые отогнали американский бомбардировщик и вернулись, чтобы патрулировать над авианосцем. В 14.55 его еще раз неудачно атаковал В-17. Командир эсминца “Амацукадзэ” Тамеити Хара говорит, что “Рюдзё” имел в это время 7 истребителей, но лишь 2 были подняты против американских бомбардировщиков. Но и они потом вернулись на авианосец. В 14.00 ударная группа передала на “Рюдзё”, что бомбардировка Гуадалканала успешно завершена, но потеряны 2 истребителя и 3 бомбардировщика. Однако самолету, который не мог вернуться на авианосец, было приказано садиться на острове Ндени, откуда пилота забрал эсминец “Мотидзуки”.

Но “Рюдзё” уже просто не мог принять вернувшиеся самолеты. Когда ударная группа “Энтерпрайза” обнаружила его, у “Рюдзё” просто не хватило самолетов, чтобы организовать надежное прикрытие с воздуха. Первую атаку в 15.57 провели 30 бомбардировщиков. По донесению капитана 1 ранга Като, который уцелел в этом бою, ему удалось уклониться от всех бомб, кроме нескольких близких разрывов, но авианосец получил торпеду в корму с левого борта. Тяжелый крейсер “Тонэ” был атакован пикировщиками и торпедоносцами, но попаданий не получил. Руль “Рюдзё” был заклинен, заставив его описывать круги. Авианосец загорелся и вскоре получил сильный крен. Его самолетам, крутившимся в воздухе после налета на Гуадалканал, было приказано садиться на аэродроме Бука, но у них не хватило бензина, чтобы сделать это. Эсминец “Амацукадзэ” получил приказ подойти к авианосцу, после того, как был отдан приказ покинуть корабль. Он снял 300 человек из экипажа в 924 человека. Последним оставил корабль капитан 1 ранга Като. “Амацукадзэ” подвергался смертельной опасности, так как авианосец затонул, когда эсминец стоял рядом с ним. “Рюдзё” вполне мог увлечь эсминец за собой на дно, так как были заведены швартовы. Наконец в 20.00 авианосец затонул. После этого прилетели его 14 самолетов. Они кружили в воздухе до темноты, после чего сели на воду. 7 пилотов были спасены.

Теперь настал черед японцев нанести ответный удар. ОС 61 находилось под постоянным присмотром с тех пор, как гидросамолет “Тикумы” обнаружил его. В 14.45 “Сёкаку” и “Дзуйкаку” начали поднимать самолеты: 18 бомбардировщиков и 4 истребителя “Зеро” с первого, 9 бомбардировщиков и 6 “Зеро” со второго. Американские авианосные группы шли в 10 милях друг от друга. “Энтерпрайз” находился в центре кольца, образованного 1 линкором, 2 крейсерами и 6 эсминцами. “Саратогу” охраняли 2 крейсера и 5 эсминцев. На расстоянии 25 миль в воздухе кружили 53 истребителя “Уайлдкэт” воздушного патруля. В 16.38 “Энтерпрайз” был атакован одновременно пикировщиками и торпедоносцами. Японские истребители прикрытия отогнали большую часть “Уайлдкэтов” от своих ударных самолетов. Японцев встретил плотный зенитный огонь, однако пилоты отважно ринулись в атаку. Первую бомбу “Энтерпрайз” получил в кормовой элеватор. Она пробила 3 палубы, прежде чем взорвалась. Вторая бомба попала рядом с первой. В 16.45 третья бомба попала чуть позади островной надстройки, но ее взрыв причинил мало вреда. Когда атака завершилась, “Энтерпрайз” весь пылал, но его корпус не был поврежден. Он потерял 74 человека убитыми и 95 ранеными. Хотя ПВО авианосцев была усилена — добавлены зенитные орудия и усилен воздушный патруль, “Энтерпрайзу” этого не хватило. Линкор “Норт Каролина” тоже привлек внимание атакующих самолетов, но повреждений не получил. Во время этой фазы боя вражеские торпедоносцы не были замечены.