La retirada de la escuadra de Abe y la pérdida del acorazado Hiei enfurecieron al almirante Yamamoto, comandante supremo de la Flota Combinada. La misma tarde del 13 de noviembre, apenas unas horas después del final de la batalla, Yamamoto ordenó al convoy de Tanaka (que la noche anterior había recibido la orden de retirada) dar media vuelta y continuar con su misión. Al mismo tiempo envió desde Rabaul una fuerza de cruceros al mando del vicealmirante Gunichi Mikawa para tratar de hacer lo que Abe no había logrado: llegar frente a la costa norte de Guadalcanal y bombardear Campo Henderson hasta inutilizarlo. La escuadra estaba compuesta por los cruceros pesados Chokai, Kinugasa, Maya y Suzuya, los cruceros ligeros Isuzu y Tenryū y seis destructores. Las fuerzas navales estadounidenses habían sufrido un castigo durísimo y todos los buques supervivientes se habían retirado de la zona. Tan solo el Enterprise y su grupo de combate permanecían al sur de la isla. En la noche del 13 al 14 de noviembre los cruceros de Mikawa se adentraron por el estrecho del Fondo de Hierro y llegaron a la altura de Campo Henderson sin ser descubiertos. Mientras el resto de la flota patrullaba por si aparecían buques enemigos (no quedaba ninguno en las aguas al norte de Guadalcanal, pero los japoneses no lo podían saber), los cruceros pesados Maya y Suzuya bombardearon la base aérea a placer durante cuarenta minutos. A continuación iniciaron el regreso a Rabaul.
La incursión causó daños de importancia en las instalaciones y destruyó varios aviones en tierra, pero el aeródromo seguía estando operativo. Al amanecer los aviones de la Cactus Air Force, a los que se sumaron más tarde los del portaaviones Enterprise y los bombarderos con base en Espíritu Santo, comenzaron sus ataques tanto a la fuerza de Mikawa, que se alejaba de Guadalcanal, como al convoy de Tanaka, que se acercaba a la isla. Durante uno de los primeros ataques de la mañana el crucero Kinugasa fue alcanzado por una bomba que atravesó varias cubiertas antes de explotar bajo la línea de flotación, abriendo una gran vía de agua y causando una fuerte escora a babor. Una segunda bomba estalló en el puente, matando al capitán y a su segundo. En las horas siguientes el crucero fue alcanzado por más bombas, provocando averías e incendios por todo el buque, y obligando al oficial al mando (el oficial de torpedos) a dar la orden de abandonar el barco. Poco más tarde el Kinugasa zozobró y se hundió. Murieron 51 de sus 625 tripulantes. Otro crucero pesado de la fuerza de Mikawa, el Maya, fue golpeado por una bomba en su popa, que causó 37 muertos y daños graves que obligaron al buque a abandonar la formación y regresar a Truk. El convoy de Mikawa también sufrió continuos ataques aéreos durante todo el día. Siete de los once barcos de transporte acabaron hundidos, con un balance de quinientos muertos. Al anochecer cuatro de los destructores iniciaron el regreso a Rabaul con los supervivientes de los naufragios, mientras que los otros cuatro destructores y los cuatro transportes que habían sobrevivido a los ataques aéreos se quedaron a la espera. Una nueva fuerza naval había sido enviada desde Truk con el objetivo, una vez más, de neutralizar Campo Henderson. Si lo conseguían, podrían desembarcar las tropas en Guadalcanal.
Una escuadra japonesa se dirigía a bombardear Campo Henderson por tercera noche consecutiva. A la fuerza que había zarpado de Truk bajo el mando del vicealmirante Kondō se le habían unido la mayor parte de los buques supervivientes de la escuadra de Abe, encabezados por el Kirishima. Además del acorazado, la escuadra estaba formada por los cruceros pesados Takao y Atago (el buque insignia de Kondō), los cruceros ligeros Nagara y Sendai, y nueve destructores. Varios submarinos estadounidenses habían seguido sus movimientos durante todo el día. Cuando el Kirishima se encontraba repostando, a la espera de unirse a los buques que habían sido enviados desde Truk, fue descubierto por el sumergible Trout. Su capitán no encontró la oportunidad de lanzar un ataque, pero envió un mensaje informando de su posición. Por la tarde otro submarino, el Flying Fish, persiguió durante un tiempo a la formación japonesa. Llegó a disparar una salva de torpedos, sin alcanzar ningún blanco. Los informes de los submarinos hicieron posible que al final de la tarde los estadounidenses lanzasen varios ataques aéreos contra la escuadra que se aproximaba a Guadalcanal, aunque no tuvieron consecuencias.
La fuerza naval de Kondō se dirige a Guadalcanal; la fotografía está tomada desde el Atago, tras él navegan el Takao y el Kirishima:
Del grupo de combate del Enterprise, que se encontraba al sur de la isla, se separó una fuerza compuesta por los acorazados Washington y South Dakota y cuatro destructores para salir al encuentro de la escuadra japonesa. Su comandante, el contraalmirante Willis “Ching” Lee, decidió, como todos los que le habían precedido en las batallas nocturnas anteriores, esperar a la escuadra japonesa en el estrecho del Fondo de Hierro. A las once de la noche del 14 de noviembre los radares estadounidenses detectaron unos buques aproximándose a la isla de Savo desde el norte.
Kondō había enviado dos grupos de exploración por delante de la fuerza principal, uno compuesto por el crucero ligero Sendai y los destructores Shikinami y Uranami, y el otro por el destructor Ayanami en solitario, para hacer un reconocimiento en torno a Savo. El grupo que habían localizado los estadounidenses era el del Sendai. Cuando los acorazados abrieron fuego, los tres buques japoneses se retiraron al norte de Savo y desaparecieron de los radares enemigos. A continuación los acorazados descubrieron y atacaron al Ayanami. El destructor fue destrozado en pocos minutos por la artillería de gran calibre de los buques estadounidenses (se hundiría unas horas más tarde). Mientras tanto, Kondō, creyendo que se habían encontrado con una fuerza menor, ordenó al crucero ligero Nagara y cuatro destructores que se adelantasen para abrir el camino al Kirishima y los cruceros pesados a través del Fondo de Hierro.
El Nagara y sus escoltas se encontraron con los cuatro destructores que integraban la vanguardia de la formación estadounidense (Walke, Preston, Benham y Gwin). Tras un combate de apenas diez minutos, los destructores Walke y Preston, alcanzados por torpedos y fuego de artillería, se estaban hundiendo, mientras que el Benham y el Gwin habían quedado fuera de combate y abandonaban el campo de batalla con daños muy graves (el Benham, golpeado por un torpedo, se hundiría al día siguiente). Cuando fue informado del resultado del enfrentamiento, Kondō creyó que sus buques principales tenían vía libre para adentrarse en el Ironbottom. No imaginaba que la fuerza naval que habían destruido no era más que la pantalla que protegía a los dos acorazados.
En ese momento el South Dakota tuvo una grave avería que inutilizó la mayor parte de sus sistemas eléctricos, dejando al buque sin radar, sin radio y con la mayor parte de sus baterías inoperativas. A pesar de ello, cuando el Washington, el buque insignia de Lee, puso rumbo al oeste a través del Fondo de Hierro, el South Dakota fue tras él. Por si fuera poco, además de tener que ir a la batalla casi indefenso, el acorazado tuvo la mala suerte de pasar entre los destructores abandonados y en llamas justo cuando la fuerza de Kondō apareció por el este. A la luz de los incendios todos los buques japoneses pudieron ver al South Dakota, convertido en un blanco perfecto.
Hacia la medianoche la mayor parte de los buques japoneses abrieron fuego contra el South Dakota. El acorazado devolvió el fuego con los cañones que aún funcionaban (sus torres principales se habían quedado sin energía), pero no podía hacer mucho para defenderse del ataque combinado del Kirishima, los cruceros pesados y los destructores. En quince minutos de bombardeo fue alcanzado por al menos 26 proyectiles. Solo gracias a la suerte y a la habilidad del capitán consiguió esquivar todos los torpedos que lanzaron contra él, lo que probablemente evitó que acabase hundido. Hacia las doce y cuarto el buque se retiró del campo de batalla con 39 muertos y 59 heridos entre su tripulación y daños muy graves en sus sistemas de dirección, comunicaciones y armamento, pero sin peligro de irse a pique.
Mientras los buques japoneses concentraban su fuego contra el South Dakota, el Washington seguía sin ser detectado. Su artillería guiada por radar había fijado como objetivo un gran buque. Lee ordenó aproximarse a él, pero no quiso atacar hasta confirmar que no se trataba del South Dakota (que seguía sin radio, por lo que no podía informar de su posición). Solo cuando varios buques japoneses encendieron sus reflectores para iluminar al acorazado contra el que estaban disparando, Lee supo que el buque que estaba en el punto de mira de sus cañones no era el South Dakota y dio la orden de abrir fuego. El ataque del Washington, muy preciso y a corta distancia, tomó por sorpresa al acorazado Kirishima. Entre treinta y cuarenta proyectiles golpearon en pocos minutos al buque japonés, inhabilitando la mayoría de sus torres de artillería y provocando varios incendios. Un impacto bajo la línea de flotación abrió una vía de agua, y otro en el timón lo dejó ingobernable.
Las torres principales del Washington abren fuego contra el Kirishima:
El resto de buques de Kondō tardaron varios minutos en localizar al Washington. Cuando lo hicieron, el acorazado ya había iniciado la retirada. Los cruceros y destructores japoneses lanzaron varios ataques con torpedos, pero ninguno dio en el blanco. La pérdida del Kirishima, que ya había empezado a escorarse, obligó a Kondō a dar la orden de retirada antes de alcanzar el objetivo de bombardear Campo Henderson, aunque al mismo tiempo envió un mensaje a Tanaka informándole de que la zona había quedado limpia de unidades navales enemigas. El convoy de refuerzos continuó con la misión mientras la escuadra de Kondō regresaba a Truk. El Kirishima, abandonado por su tripulación, volcó y se hundió tres horas más tarde.
La batalla, que había costado la vida a unos 250 hombres de cada bando, fue el primer enfrentamiento directo entre acorazados de la guerra en el Pacífico (solo habría otro más, en el estrecho de Surigao, en octubre de 1944). También fue la primera batalla naval en la que el radar demostró que podía ser decisivo. Cinco de los seis buques que formaban la escuadra de Lee habían sido hundidos o habían sufrido daños graves, pero a cambio habían conseguido acabar con el acorazado Kirishima y habían hecho fracasar la misión de Kondō. Campo Henderson aún estaba en condiciones de obstaculizar la llegada de refuerzos enemigos a Guadalcanal.
Hacia las cuatro de la madrugada los cuatro barcos de transporte del convoy de Tanaka encallaron en Tassafaronga, en el noroeste de Guadalcanal. Mientras los destructores que les habían escoltado hasta allí iniciaban el regreso a Rabaul, comenzó el desembarco a contrarreloj de las tropas y el equipo que transportaban. Con las primeras luces del día empezaron los ataques de la Cactus Air Force. En poco tiempo los cuatro barcos varados acabaron envueltos en llamas y todo el equipo que no había sido descargado fue destruido. De los 7.000 hombres que habían embarcado en Rabaul, tan solo 2.000 llegaron a Guadalcanal. Además, habían perdido todo su equipo pesado y la mayor parte de los suministros y alimentos. La ofensiva japonesa tuvo que ser cancelada, y la iniciativa en la batalla pasaba a ser de los estadounidenses, que ya no volverían a tener problemas en hacer llegar suministros y refuerzos a la isla. La batalla de Guadalcanal estaba decidida.
Dos transportes japoneses varados en la playa y ardiendo la mañana del 15 de noviembre: