Между 2149 и 2205 (Токийское время) «Фурутака» получил несколько 152-мм и 203-мм снарядов. Первое попадание вывело из строя башню ГК №3, а в 2151 снаряд попал в торпедный аппарат левого борта (№2). Кислородные торпеды, находившиеся в трубах, взорвались и начался сильный пожар. Горящий крейсер привлек к себе внимание американских кораблей. В 2154 снаряды попали в носовое МО правого борта (по американским данным это была торпеда с «Данкена» или «Бьюкенена»), в 2155 - в кормовое МО левого борта, из- за чего крейсер замедлил ход. В 2205 снаряды попали в носовое МО левого борта и в паровой коллектор оставшегося МО. «Фурутака» остановился, медленно заполняясь водой. После двух часов борьбы, когда экипаж пытался остановить поступление воды и дать кораблю ход, в 0018 был дан приказ оставить крейсер. Эвакуация закончилась в 0020, а спустя 8 минут «Фурутака» затонул кормой вперед в 22 милях по пеленгу 310° от о. Саво (координаты 9°2'30" ю.ш., 159°33'30" в.д ). До рассвета эсминец «Хацуюкн» подобрал 34 офицера (в том числе командира капитана 1 ранга Цуго Араки, на должности с 28 ноября 1941 года) и 484 других члена экипажа, которых, несмотря на атаки американской авиации, высадил на Шортленде к 10 часам 12 октября. Погибло 2 офицера и 31 матрос, пропало без вести 16 офицеров и 209 унтер-офицеров и рядовых. Крейсер «Фурутака» исключили из списков 10 ноября 1942 года.
«Аоба» получил около 24 попаданий снарядов калибром 152 и 203 мм между 2146 и 2210, когда готовился и выполнял поворот на правый борт вместе с «Фурутакой». Было убито 8 офицеров, включая командующего эскадрой контр-адмирала Аримото Гото и двух членов его штаба, а также 71 член экипажа. Попадания пришлись в ходовой мостик (смертельно ранен Гото), директор ГК типа 94, башни ГК №2 (вышла из строя) и №3 (уничтожена взрывом и выгорела), в левый зенитный директор типа 94, 120-мм зенитную установку (левая носовая), башенку прожектора №2 (левая), катапульту, в КО №2 (вышли из строя 4 котла), в фок-мачту (упала на 120-мм зенитную установку №1 (правый борт), а также в надводную часть корпуса и надстройки с левого борта. Утром 12 октября крейсер в сопровождении однотипного «Кинугаса» сумел добраться до Шортленда и вечером 13-го после временного ремонта ушел в Трук, куда прибыл 15-го. Там его посетил главнокомандующий Объединенным Флотом адмирал Ямамото. После разгрузки боезапаса и заправки 17-го с танкера «Ниссо Мару» крейсер 18 октября в 0425 вышел в Куре, прибыв для ремонта и модификации 22 октября.
Конечно, его выиграли американцы. Но они, несмотря на наличие радаров, внезапности и численного превосходства, не смогли добиться большего, чем потопить крейсер и эсминец. Их строй совершенно расстроился, и Скотт даже не смог преследовать противника, чтобы развить успех. Да и погори его соединения были немалые. Крейсер «Бонз», на котором оказалось 107 убитых и 35 раненых, получил очень тяжелые повреждения и надолго вышел из строя (ремонт в Филадельфии). «Солт Лейк Сити» ремонтировался в Перл-Харборе, откуда затем ушел к Алеутским островам, где его ждала встреча с «Нати». Пришлось уйти на ремонт и эсминцу «Фаренхолт», имевшему много пробоин и повреждения в машине. На эсминце «Данкен» было 48 убитых, пожар на нем разгорелся до такой силы, что начался рваться боезапас. Около 2 часов он был оставлен экипажем и после полудня 12 октября затонул. Бой продемонстрировал важность радара, который позволял стрелять ночью без включения демаскирующих прожекторов, Вскоре американцы установили на кораблях систему идентификации, которая распознавала сигналы своих радаров, что уменьшило риск перестрелки между своими же кораблями.
Пока корабли контр-адмирала Гото сражались, контр-адмирал Йосима сумел высадить на берег подкрепления, выгрузить 150-мм орудия и запасы, Так что главная задача операции была выполнена. На обратном пути эсминцы «Сираюки» и «Муракумо» подобрали из воды около 400 человек из группы Гото, но утром «Муракумо», а затем и «Нацугумо» (также из состава эскорта Йосимы) стали жертвами самолетов с аэродрома Гендерсон Филд.
Действия капитана 1 ранга Кидзимы, принявшего командование отрядом после смертельного ранения контр-адмирала Гото, несмотря на его заявление о потоплении двух тяжелых крейсеров и эсминца противника, были подвергнуты резкой критике. Микава сместил его с должности, как и большинство офицеров штаба. Контр-адмирал Норманн Скотт, также несколько завысивший свои достижения (он сообщил о потоплении 4 крейсеров и 4 эсминцев), стал героем всего флота США в южной части Тихого океана. Американцы посчитали, что он достойно отомстил японцам за поражение у острова Саво.
С 11 по 30 октября состоялся и третий выход в море японских соединений из Трука, чтобы поддержать наступление армии на Гуадалканале, намеченное на 24-е. Находящиеся в море крупные корабли японское командование решило привлечь к обстрелам порядком уже надоевшего аэродрома Гендерсон Филд.