Кэллегхен построил свои корабли в общую кильватерную колонну (4 эсминца авангарда, затем крейсера «Атланта», «Сан-Франциско», «Портленд», «Хелена» и «Джуно» и 4 эсминца арьергарда) и двинулся вдоль берега Гуадалканала навстречу противнику. Такое построение применялось еще во времена парусного флота, затем его использовал китайский адмирал Тинг в битве с японцами у реки Ялу в 1894 году (и с треском ее проиграл). Но такой строй принес победу контр-адмиралу Скотту в бою у мыса Эсперанц.
Японцы шли походным ордером: 2 эсминца-разведчика впереди, за ними на отдалении шел крейсер «Нагара», затем оба линкора, по бокам которых шли по 3 эсминца для защиты от торпедных катеров и замыкали строй еще 3 эсминца. Три эсминца 27-го дивизиона остались далеко позади и участия в бою почти не принимали. Такой строй, а также наличие в боекомплекте линкоров большого числа снарядов для стрельбы по берегу показывали, что Абе не ожидал столкновения с надводными кораблями. Хотя Абе знал данные разведки о наличии у Гуадалканала 9 американских крейсеров и 7 эсминцев, он считал, что противник появится только после восхода солнца. С наступлением темноты из базы Файзи на Шортленде вышел конвой Танаки с эскортом. Между тем началась “пятница, 13-е”.
В 0124 оператор радара с крейсера «Хелена» донес о контакте с двумя целями по пеленгу 312° и 310°, дистанция 135 и 160 каб. Через 3 минуты Кэллегхен приказал повернуть на 2 румба вправо, чтобы снова поставить «палочку над Т», как у мыса Эсперанц. В 0130 «Хелена» информировал все корабли о курсе, скорости и дистанции до противника. Прежде чем американскому адмиралу стала ясна тактическая обстановка, его головные эсминцы оказались всего в 15 кабельтовых от противника. Маневрируя для выпуска торпед и во избежание столкновения, корабли оказались разбросанными и дезорганизованными. Каждый стал действовать самостоятельно, начались проблемы с опознаванием и американцы временами вели огонь друг по другу.
В 0148 японцы осветили крейсера противника и выпустили торпеды. Началась всеобщая свалка. В этом бою, длившемся всего 34 минуты, было много интересных эпизодов, но поскольку он проходил без участия японских тяжелых крейсеров, остановимся сразу на результатах. Американцы избрали главной целью флагманский «Хией», который получил около 85 попаданий снарядами. Они ничего плохого не могли сделать с линкором, но один из них вывел из строя рулевое управление. Переделанный из линейного крейсера с традиционно слабой броней, «Хией» и после неоднократных модернизаций так и остался со слабо защищенным рулевым отсеком, броню которого на ближней дистанции пробил 203-мм снаряд. В 02°° Абе отдал приказ линкорам выйти из боя: «Кирисима» пошел прямо на север, а «Хией», управляясь с трудом, подошел к южному берегу о. Саво. К рассвету он смог только обойти остров против часовой стрелки. Кроме него у японцев ночью погиб эсминец «Акацуки». «Юдати» был так сильно отделан американцами, что его пришлось оставить, а еще три эсминца получили повреждения разной степени.
У американцев ночью погибли оба контр-адмирала (Кэллегхен и Скотт), эсминцы «Бартон» и «Лэффи», остальные корабли были сильно повреждены. Рассвет 13 ноября застал на месте боя стоящие без движения «Юдати», американские эсминцы «Кашинг», «Монссен» (оба сильно горели и в конце концов затонули) и «Аарон Уорд», крейсер «Атланта». Рядом кружил неуправляемый «Портленд», который сумел шестью залпами добить «Юдати». «Хией» открыл огонь по ближайшему (13 миль) «А. Уорду», но появившаяся на сцене авиация морской пехоты с Гуадалканала заставила его бросить это занятие и подумать о себе. Отходившие крейсера - относительно легко отделавшийся «Хелена», совершенно разбитый «Сан-Франциско» и «Джуно», имевший торпедную пробоину в котельном отделении - нарвались на подлодку «1-26», которая не упустила своего шанса и добила последний торпедой. Из 700 человек экипажа (включая знаменитую семью из пяти братьев Салливан) несколько сот погибли сразу, а остальных ожидала мучительная смерть на спасательных плотах. Это был тот случай, когда спасательная служба США сработала из рук вон плохо. Несмотря на все усилия американцев к вечеру затонул и «Атланта». Японцы считали, что утопили также крейсер «Хелена», но он погиб только восемь месяцев спустя.