企業號航母攻擊群退走后8分鐘，從蒙達島傾巢而出的日本對海攻擊波趕到了戰場上空，一共24架由一式陸攻和97艦攻共同組成的進攻機群飛抵TF64編隊殘余巡洋艦頭頂投彈，沒有戰斗機在空中掩護，沒有嚴密的輪形防御陣，三艘美艦自然也不會有那么好的運氣，即便三艦已將高射炮火力發揮到了最強，依然不能阻止飛機的進攻，他們的下場比日本炮擊艦隊慘烈得多：鹽湖城號被命中3顆炸彈，2枚魚雷，掙扎了2分鐘后就宣告沉沒，舊金山號被命中4顆炸彈，1枚魚雷，雖然沒沉沒，但只能以7節的速度茍延殘喘，只有亞特蘭大號運氣最佳，中了1顆近失彈后速度未失，快速逃跑。6:25，趕到現場的日軍重巡洋艦群用齊射將舊金山號送入海底。
至此，整個TF64編隊只有一艘亞特蘭大輕巡洋艦成功脫離，本來他還要面臨日本艦隊追殺的，是日本偵察機發來的電報挽救了他。
“長官，7號偵察機發現敵人航母編隊了！”草鹿任一忽然大和號司令塔內的歡呼起來，“就在我們西南方約210海里處，有大型航母2艘，戰列艦1艘，巡洋艦4艘，驅逐艦8艘，敵艦隊中心位置位于南緯11度80分，東經158度62分，航向東南，航速24節……”
“好！”堀悌吉奮然而起、大喜過望，“通報位置，讓機動艦隊出動艦載機發起進攻，我炮擊艦隊全軍突擊……”
“長官！……”
“長官！”近藤信竹和草鹿任一不約而同地出聲反對炮擊艦隊繼續前進，理由是明擺著的：雖已發現敵航母編隊，但發現并不等于摧毀，現在美國艦隊可還是會吃人的老虎，兼之炮擊艦隊位置已暴露，強行追趕容易遭敵再次打擊。
堀悌吉指了指頭頂的零戰：“有飛機保護我們，不要怕！剛才的戰事你們也看到了。大和號沒你們想得那么脆弱。”
“可這樣您就處于危險之中了。”
“如果我們有危險，那機動艦隊就徹底沒有了危險，我是誘餌，要明白自身的處境與價值。”
“可是……現在美國人說不定在準備第二次攻擊波呢。”
“從我參加海軍起。我從來不害怕危險。”堀悌吉寬慰著兩人，“200海里不到10小時的距離，我們早點趕到，說不定還有機會把那些受傷的美艦全部送入海底……”
“這……”兩人實在不明白堀悌吉為什么如此執拗地要炮擊艦隊繼續挺進。
“美國人造軍艦的速度很可怕，但美國人培養合格水兵的速度絕沒有這么快。擊沉并俘獲他們比擊傷他們緊迫得多。”堀悌吉的聲音不大，聽在眾人耳里卻不亞于一個驚雷。
正在爭執間，瞭望哨報告又有機群抵達，經觀察發現是從拉包爾飛過來的零戰集群——一共45架，加上剛才還剩余的27架戰斗機，現在炮擊艦隊頭頂有72架戰斗機掩護群了。
堀悌吉笑了：“你們看，我們的守護神來了，不要害怕……我命令，全軍向西南方向突進！”
“是！方向220°，航速23節……”
機動艦隊旗艦翔鶴號司令塔內。草鹿龍之介手舞足蹈對冢原二四三說道：“炮擊艦隊來電發現敵航母編隊蹤跡了，中心位置位于我艦隊正南偏西方向大約300海里處……”
“很好！”一直苦苦等待的冢原二四三狠狠一捶司令塔墻壁，“終于找到這幫家伙了！布干維爾的掩護機群什么時候到？”
“已通知他們出發，20分鐘后抵達艦隊上空，大約有40架戰斗機——他們把能派的都派出來了。”
“本艦隊留下16架直掩機，其余全軍突擊。”
“可這樣艦隊掩護機就太少了，萬一敵航母攻擊群奔著我們來呢？”
“不會，美國航母編隊已對我炮擊艦隊發起了一次攻擊波，如果要進攻我們，那就是另一艘航母的攻擊波。有56架戰斗機足夠掩護了；再加上他們首先發現的是我炮擊艦隊，我認為他們會優先打擊大和號……”冢原二四三想了一想，“萬一沖著我們來，目前的距離美國飛機也要飛將近一個半小時。再加半途的浪費，說不定要2小時，飛機起飛后全艦隊向西部方向移動，縮小與拉包爾基地的距離，拉包爾還有一批飛機可以掩護我們。”
“好！”
6:17分，就在日本機動艦隊緊鑼密鼓地安排所屬航母放飛機群時。三川軍一率領第8艦隊正帶著從瓜島撤出來的陸軍部隊向西撤退，他原以為自己是整場大仗中最不引人注目的小角色，沒想到美國人依然看上了他，根據金凱德變更后的指令，清晨大黃蜂號放飛的16架SBD放棄索敵，堅決地向日本“登陸艦隊”進攻，而他們找準的目標無一例外都是堀悌吉今天凌晨臨時加派給第8艦隊的扶桑號和山城號，結果扶桑吃了3顆炸彈，山城吃了2顆炸彈，而滿載陸軍官兵的運輸艦則被美國飛機視而不見——他們以為這些是登陸完畢后返回的空運輸艦。
更早些時候，收到瓜島陸戰1師傷亡慘重、TF64編隊全軍覆滅、日本在瓜島進行“登陸”、日本炮擊艦隊空前強大且擁有超級戰列艦等一連串不利消息的哈爾西坐不住了，根據金凱德的請求，他命令部署在瓦努阿圖島上的美國B17轟炸機群出動，前去轟炸1000公里以外的日本“登陸艦隊”與瓜島日軍“登陸場”，同時發電報給金凱德，要求其盡快找到敵人航母編隊，如果找不到也應盡可能對敵炮擊艦隊發起進攻。
面對哈爾西這道在后世引起極大爭議的命令，金凱德犯難了：企業號第一波攻擊機群已完成進攻正在返航途中，而據飛行員反映空襲效果很差，敵艦隊火力很猛且有戰斗機群掩護。
現在他又面臨新的選擇：第一，等企業號所有飛機與大黃蜂號派出去的16架SBD全部返回后再發起對第二波進攻；第二，立即放飛大黃蜂號剩余可執行任務的機群執行第二波進攻，將其他所有未歸飛機當成第三波投入進攻。兩種方式有利有弊，收回全部飛機再進攻能最大限度發揮打擊力，缺點是要等待較長時間；出動大黃蜂號打擊機群反應較快，但由于本身力量不大，很容易變成添油戰術。足足思考了5分鐘之久，鑒于日本航母仍未找到，他決定選第二種方案——留下一部分力量應付突發情況。
6:32分，在焦急等待了近2個小時之后，大黃蜂號航空隊終于接到了出擊的命令——優先目標是敵人炮擊艦隊中的超級戰列艦。本來金凱德還有機會改變命令，但收到大黃蜂號16架SBD成功攻擊登陸艦隊（自身損失1架）且已返航的報告后，他迅速下定了決心。
6:39分，根據金凱德命令脫離企業號第一次進攻波而單獨承擔縱深索敵任務的那12架SBD俯沖轟炸機達到了返航油料的極限，他們依然沒發現日本航母（當然發現不了，他們的搜索重點在東北，日本機動艦隊此時卻在西北），按原定命令，他們返回母艦并順路對日本炮擊艦隊完成攻擊。
只有8架SBD順利找了攻擊目標，另外4架因為沒發現日本艦隊而徑直飛回了企業號，結果順路進攻的8架SBD被炮擊艦隊上空承擔掩護任務的72架零戰撕得粉碎，他們除再次命中陸奧一發近失彈（陸奧：請叫我近失彈之王）外，還擊落了一架倒霉的零式戰斗機，然后這8架飛機全部被擊落在波濤洶涌的所羅門海里了。
6:43分，機動艦隊所有航母全力逆風而行放飛艦載機，為此次進攻，冢原二四三一口氣拿出264架飛機（機動艦隊兩大三小五條航母一共280架艦載機，留下16架直掩機），翔鶴、瑞鶴、飛鷹、隼鷹、瑞風一字排開，場面蔚為壯觀，堪稱與珍珠港、中途島相提并論的第三次艦載機大集結。
考慮到飛機眾多，整個機群一共分成前后3個波次，第一波包括97艦攻（搭載魚雷）36架，99艦爆（炸彈）29架，為他們護航的是33架零式戰斗機，共95架戰機組成第一攻擊隊，最高指揮官為翔鶴號魚雷機飛行隊隊長，參加過珍珠港和中途島作戰的優秀飛行員，有“雷擊王”稱呼的村田重治少佐；轟炸機指揮官為翔鶴號轟炸機飛行隊隊長高橋定大尉，戰斗機指揮官為王牌飛行員白根斐夫大尉；7點鐘，第二攻擊隊89架飛機接著出發，一共擁有97艦攻27架，99艦爆33架，為他們護航的是29架零式戰斗機，總指揮為翔鶴號轟炸機飛行隊長關衛少佐，魚雷機指揮官為瑞鶴魚雷機飛行隊長今滋宿一郎大尉，戰斗機指揮官為翔鶴戰斗機隊長新鄉英城少佐；7點一刻，剩余的80架飛機組成第三攻擊波，以瑞風號戰斗機分隊長日高盛康大尉為總指揮，轟炸機飛行隊長系隼鷹號山口正夫大尉，由于魚雷機剩余不多，分隊長落到了田中一郎中尉這個年輕人頭上。
遮天蔽日的攻擊機群向南方飛行，去進攻300海里之外美國TF16\17編隊。現在，除了上帝之外，沒有任何人能夠救金凱德了……(