自美军1942年8月在瓜达尔卡纳尔岛登陆，至同年10月底，日、美舰队已在所罗门群岛南部海域进行过4次大规模海战。日军由于不能掌握制空权，对前线的增援、补给相当困难。岛上的日军官兵因连续苦战，减员甚大，给养不足，疟疾缠身，莫说发动攻势，就连手中的阵地也难以保持。鉴于这种情况，日第17军决定，于11月上、中旬组织一支较大的增援编队。将第38师团约1.35万名官兵及所需的重型装备送上瓜达尔卡纳尔岛。联合舰队准备派出强有力的海上部队予以掩护与支援。
至11月上旬，美军登上该岛已3个月，虽竭力控制其附近海域，但效果不佳。既未能切断3方的补给和增援，也不能保障己方增援补给舰船的安全。美最高当局对此深感不安，除向南太平洋增派最新的巡洋舰、驱逐舰和潜艇外，还从夏威夷和澳大利亚等地调来有力的航空部队。哈尔西将军又从南太平洋各岛守备部队中抽出6000名步兵和海军陆战队，准备送上瓜达尔卡纳尔岛。为此，美南太平洋部队也于这时组织一支增援编队，并以有力的舰艇部队保障其渡海安全。日美双方几乎在同一时间，向同一地区派出强大的海上部队。
于是，自11月12日至15日便在瓜达尔卡纳尔岛附近海域，此伏彼起地展开多次激烈的交战。
12日夜战美方的增援编队分A、B两组：A组编有3艘运输船，以1艘巡洋舰和4艘驱逐舰护卫，由斯科特海军少将指挥，于11月9日从圣埃斯皮里图岛起航；B组编有4艘运输船，以4艘巡洋舰和8艘驱逐舰护卫，由卡拉汉海军少将指挥，同月8日从努美阿出航。A组于11日，B组于12日抵达瓜达尔卡纳尔岛。12日昼间，美侦察机在瓜达尔卡纳尔岛以北、以西及西北200~400海里水域发现数支日舰艇部队。
美军判断：日军可能于当夜来袭美输送船只，或炮击亨德森机场及其附近阵地。12日傍晚，美输送船只员将90％的物资卸到岸上，已可随时撤离，但堆积在岸边的弹药、给养等物都将成为日舰炮击的对象，而且可能再使机场遭到破坏。有鉴于此，增援编队总指挥官特纳海军少将决定：输送船只一律于日没后撤离，而将战斗舰只留下阻击敌人。
晚饭后，特纳率输送船只在3艘驱逐舰和2艘扫雷舰护卫下，起锚南撤。卡拉汉率5艘巡洋舰和8艘驱逐舰将特纳临时编队送至较为安全的水域后，掉头返回“铁底湾”。13艘军舰鱼贯而行，前后各4艘驱逐舰，5艘巡洋舰居中，沿瓜达尔卡纳尔岛北岸西进。
日军为了压制美航空兵，使增援编队安全抵岛，计划首先派遣阿部海军中将率第1炮击群于12日深夜对亨德森机场实施毁灭性轰击。为此，这个炮击群于11月9日16时从特鲁克起航，12日23时许，经圣伊萨贝尔岛以东进至萨沃岛北。
这时，它的战斗序列是：“比睿”号、“雾岛”号2艘战列舰成单纵队，“长良”号轻巡洋舰和“雪风”号、“天津风”号、“照月”号、“晓”号、“电”号、“雷”号6艘驱逐舰在其前方组成半环形警戒幕；另有“夕立”号、“春雨”号以及“朝云”号、“村两”号、“五月雨”号等5艘驱逐舰，在其左右担任警戒；以防遭受全雷艇攻击；还有3艘驱逐舰在萨沃岛以西担任警戒。阿部以为“铁底湾”的美舰入夜后已全部撤走，则以上述序列进入瓜达尔卡纳尔乌以北水域东进，准备进行对岸射击。
日、美两编队以40余节的相对速度接近。美舰装有雷达，首先发现对方，卡拉汉指挥各舰向右转向，企图占领T字横头阵位。
其前导舰“库欣”号突然发现日舰，一面向旗舰报告，一面向左转向，以便发射鱼雷；后续各舰也跟着急转，竟然插入日编队之中。这对日军也很突然，两艘战列舰正准备炮击机场，美舰骤然闯到很前，立即改为对海射击。日舰首先打开探照灯，美舰“亚特兰大”号是5艘巡洋舰中最前面的一艘，首先被照射到。“亚特兰大”号立即开炮，虽把日探照灯打掉，但它自己也遭到对方炮火的集中射击。该舰是增援编队A组的旗舰。舰上的斯科特司令及其参谋人员当即丧生。
接着，“亚特兰大”号又被日舰2条鱼雷击中，不久沉没。在混战中，美“库欣”号、“拉菲”号、“巴顿”号、“蒙森”号4艘驱逐舰被相继击沉；增援编队B组的旗舰“旧金山”号巡洋舰被击伤，舵机失灵，日军扫射其上层建筑，舰桥上的卡拉汉司令和舰长等人阵亡，“波特兰”号、“朱诺”号2艘巡洋舰和“斯特雷特”号、“艾伦沃德”号2艘驱逐艇也被击伤。
在这队形混乱，舰自为战的鏖战中，日驱逐舰“晓”号和“夕立”号也被击沉，其“长良”号轻巡洋舰和“雷”号、“天津风”号、“雪风”号等驱逐舰被击伤。日旗舰“比睿”号战列舰中弹50余发，舵机失灵，通后中断，已不能射击，日间部司令官深感在这场不明敌我的夜战中无法掌握战况，又怕遭到鱼艇的攻击，决定放弃执行炮击机场的任务，改以“雪风”号驱逐舰为旗舰于13日凌晨率部北撤。
失去航行能力的“比睿”号，在萨沃岛附近，由数艘驱逐舰担任警戒，全力抢修舵机，13日昼间，又多次受到空袭，被击中鱼雷和炸弹数枚，向右横倾15度以上，当日晚沉没。美军余部也于13日凌晨开始南返，并于是日上午遭日潜艇攻击。已受伤的“朱诺”号巡洋舰左舷中雷，爆炸沉没。
日山本联合舰队司令长官得知阿部编队未能炮击机场后，立即命令第8舰队三川司令官率领第2炮击群完成此任。第2炮击群由4艘重巡洋舰、2艘轻巡洋舰和6艘驱逐舰组成，13日4时30分从肖特兰岛起航，绕道希瓦泽尔岛和圣伊萨贝尔岛以北，约于午夜进至萨沃岛附近。三川将这12艘军现分为炮击分队和主力分队。炮击分队由西村海军少将指挥，辖有巡洋舰和驱逐舰各4艘，立即进入“铁底湾”；余者为主力分队，由三川亲自指挥，在萨沃岛以西巡逻，以防美军袭扰炮击行动。约于23时30分，炮击分队驶抵隆椿角附近。日机在上空投下照明弹，并负责指示目标与校正航向，日舰开始对岸射击。“铃谷”号重巡洋舰发射8英寸炮弹504发，“摩耶”号重巡洋舰发射8英寸炮弹485发，击毁轰炸机1架、战斗机17架，击伤战斗机32架，但机场仍可使用。炮击分队撤出“铁底湾”，与主力分队会合后返回肖特兰岛。
14日空袭日增援编队以运输船和驱逐舰各11艘组成，由田中海军少将指挥。该编队于12日从肖特兰岛出海南下，行至科伦班加拉岛以东得知第1炮击群未能轰击机场，奉命中途折返，13日11时回到肖特兰岛。但是，为了能在14日夜抵达瓜达尔卡纳尔岛，当日15时30分再度出海。14日凌晨，在航行途中获悉第2炮击群对亨德森机场进行了袭击，遂沿“槽海”增速南下。14日天亮后，日增援编队被美机发现、并先后遭到美岸基机和“企业”号舰载机的8次袭击。日运输船中有6艘被炸沉，1艘因重创而返航，其余4艘在塔萨法隆格抢滩后被美军逐一击毁。
日第2炮击群13日夜袭亨德森机场后，14日向肖特兰岛返航，行至新乔治亚群岛以南海面时，多次受到空袭，“衣笠”号重巡洋舰被炸沉，“鸟海”号、“摩耶”号2艘重巡洋舰和“五十铃”号轻巡洋舰被炸伤。美航空兵使日军受到巨大损失。
14日夜战日军鉴于第2炮击群的袭击仍未使亨德森机场陷于瘫痪，山本联合舰队司令长官遂令近藤海军中将再次进行袭击。近藤从正在海上执行任务的部队中抽出战列舰1艘、巡洋舰4艘和驱逐舰9艘，在瓜达尔卡纳尔岛以北250海里处会合，编为桥本分队、本村分队和近藤本队3个战术单位。各编队于14日8时开始南下，经由圣伊萨贝尔岛东侧转南，当日22时许进入“铁底湾”。近藤定下的决心是：如出现敌舰，首先将其歼灭，而后炮击机场。
12日夜战后，哈尔西发现日军继续组织进攻，派李海军少将率第64特混编队截击敌人。李将军本想于13日夜袭三川的第一炮击群，但因距离较远，未能赶到，14日昼间便在瓜达尔卡纳尔岛以南水域待机。
当日下午收到日海上编队正向瓜达尔卡纳尔岛接近的侦察报告后，李将军决定：不惜冒险进入“铁底湾”予以截击。美第64特混编队以单纵队从萨沃岛北水道经过时，被日桥本分队发现。
当美编队驶至萨沃岛东南转向西进时，桥本分队从北面追赶上来，其中的“川内”号巡洋舰和“敷波”号、“浦波”号2艘驱逐舰由萨沃岛东发起攻击；“绫波”号驱逐舰则绕到萨沃岛西实施火炮和鱼雷攻击。美编队旗舰“华盛顿”号战列舰通过雷达已发现敌舰来袭，并令各舰反击。日“绫波”号遭美舰炮集中射击，中弹爆炸沉没；“川内”号见攻击不成，便施放烟幕，掩护诸舰撤出了战斗。
近藤接到桥本的报告后，令木村分队从萨沃岛西则实施攻击。
这5艘日舰借助岛岸的隐蔽，未被美舰雷达发现，接敌后对前行的几艘美舰开炮并发射鱼雷。美驱逐舰被打得措手不及，2艘被击沉。2艘失去机动能力。在其后面跟进的“华盛顿”号战列舰向左转舵，“南达科他”号战列舰向右转舵，以便躲开前面的驱逐舰。近藤本队这时隐蔽在萨沃岛西北，往返航行，未投入战斗。因为近藤队以为桥本、木村两队可以击退敌人，其战列舰和重巡洋舰的炮火应该用于轰击机场。
日军发现美战列舰后，近藤本队立即向东南航行，以便参加战斗。“雾岛”号等日舰进入交战水域，首先发现离它最近的“南达科他”号。这艘美战列舰受到猛烈攻击，虽然躲过了日舰的鱼雷，却被多发大口径炮弹击中，上层建筑严重破损。近藤本队只顾以探照灯照射并集中轰击“南达科他”号，忽略了“华盛顿”号。“华盛顿”号这时依靠指挥雷达对“雾岛”号进行猛烈炮击。使该舰在几分钟内就中16英寸炮弹9发、5英寸炮弹40发，顿时丧失战斗能力。“华盛顿”号同时还以部分5英寸速射炮轰击其他日舰，日重巡洋舰“爱宕”号和“高雄”号被击中数弹。
李将军为把射击“南达科他”号的日舰引开，遂指挥“华盛顿”号向西北航进。日舰在其右后方以平行航向追赶一程后，便去掩护日增援编队。午夜过后，田中海军少将从增援群中派出“亲潮”号、“阳炎”号2艘驱逐舰向南航进，准备对企图接近的美舰实施鱼雷攻击。近藤见炮击机场的任务已无法完成，即施放烟幕撤出了战斗。
近藤所部撤离后，田中增援编队失去了海上支援，也解除了对“南达科地”号的威胁。近藤抛下的“雾岛”号，怕天亮后遭美机轰炸，便于15日凌晨打开海底门自沉。日驱逐舰“朝云”号也因伤势过重而沉没。断断续续打了3天多的海战，终于结束。
人们通常将这3天中日、美两军所进行的海战称为瓜达尔卡纳尔岛以北海战。美军在这次海战中损失重巡洋舰2艘，驱逐舰6艘，并牺牲两位将军，但击退了日海上编队对亨德森机场的两次进攻，并击沉其战列舰2艘、重巡洋舰1艘、驱逐舰3艘和运输舰10艘，取得了瓜达尔卡纳尔岛一带的制海权。加之，美军早已掌握了这一地区的制空权，山本司令长官便不敢再派遣联合舰队主力到这一海域，从而日陆军的增援更加困难。美方恰好相反，这次海战结束的第2天，即11月16日，又将麦克阿瑟驻新几内亚的一批地面部队送上瓜达尔卡纳尔岛，使双方在岛上的兵力对比迅速向不利于日军的方向发展，作战态势开始好转。
