斯科特依然弄不清孰敵孰友，便以報話機問3艘前行驅逐艦指揮官託賓：“你好嗎?”
託賓回答：“很好，我正率領所屬三艦從右側趕來，準備搶佔陣位。”
斯科特進一步問道：“巡洋艦射擊過你的驅逐艦嗎?”
託賓：”沒有，我不知道巡洋艦射擊的是誰。
斯科特疑慮難消，又令託賓指揮的3艘驅逐艦打開識別燈。於是，這3艘軍艦各自閃出了綠、綠，白三色燈光。直到這時，斯科特才放下心來，並於23時51分下令恢復開火。
在耽擱的這幾分鐘內，幾艘日艦基本轉向完畢。尤其是“衣笠”號巡洋艦和“初雪”號驅逐艦未機械執行由右向後轉向的命令，而是由左向後轉向，所以幾乎未遭美艦的炮轟。
美軍恢復射擊後，各巡洋艦自選目標，猛烈開炮，而驅逐艦或發射照明彈進行照明，或發炮直接射擊日艦。一時海天通明，火光四射，炮聲隆隆，戰況激烈。美驅逐艦“鄧肯”號前去攻擊日巡洋艦“古鷹”號，併發射兩條魚雷，其中一條命中“古鷹”左舷中部。“古鷹”又中多發炮彈，引起爆炸，遂於12日0時43分在薩沃島310度方位、22海里處沉入海底。“鄧肯”號是時處於敵我之間，先受到日艦的回擊，其鍋爐艙中彈受創，後又被友艦誤擊，致使傷勢益重，遂向東北退去，亦於次日10時在薩沃島以北6海里處沉沒。美驅逐艦“法倫霍爾特”號也於這時被己方艦炮誤傷。
各巡洋艦隨“舊金山”號旗艦向西南航進時，忽見西方有1軍艦，距離1000餘碼，航向與美艦平行。該艦先發出紅、白兩色燈光信號，未見回答後便立即向右轉向。“舊金山”號打開探照燈，數艘美艦集中火力向其猛轟。這是日軍的“吹雪”號驅逐艦，剎那間中了許多炮彈，艦上大火熊熊，不久引起爆炸，於23時53分沉沒。其餘日艦，逕向西北遁去。
23時55分，斯科特下令轉向，與日編隊平行航進，以便各艦發揚火力。24時，斯科特又令各艦停火。他認爲在繼續戰鬥之前，需要整理一下隊形，命令所有各艦一律打開識別燈。除“法倫霍爾特”號和“鄧肯”號因傷未到外，其他各艦編成單縱隊，爾後開始追擊。
其時，“波伊斯”號的雷達發現右後方有不明目標。該艦使用探照燈照射，認定是日艦，便進行炮擊。“波伊斯”號暴露了自己的位置，日艦“青葉”號立即還擊，傾刻擊中炮彈4顆。接着， 日“衣笠”號也從遠處發炮，命中203毫米炮炮彈兩發。隨後跟進的“鹽湖城”號向右轉舵，插到“波伊斯”號和日艦之間，並用炮火壓制日艦。“波伊斯”號於12日0時12分向左轉向，撤出戰鬥。“鹽湖城”號和“衣笠”號繼續進行炮戰，雙方皆有一定損傷。後來，“舊金山”號也用火控雷達引導，對這艘曰艦射擊，使其退避。日本驅逐艦“叢雲”號前來援救“古鷹”艦，未能如願，自己反被瓜島的“仙人掌航空隊”炸傷。負傷的“叢雲”在海上打轉，有被瓜島美軍俘獲之虞，它的姊妹艦“白雪”號無可奈何只有發射魚雷將它打沉。 “夏雲”號驅逐艦的結局也不美妙。在煙火騰騰的海面上，美國王牌飛行員羅伊·斯坦利·蓋格將軍發現了它，一通準確的炸彈後，它也陪着“叢雲”長眠在“鐵底海灣”。
12日0時28分，斯科特唯恐後面的美艦將“舊金山”號誤爲日艦，再次下令停火，通知各艦第三次打開識別燈。整理好隊形後，日艦已無蹤影，斯科特未再追擊，而是轉向西南航行，撒出了戰鬥。殘存的日艦於12日上午返抵肖特蘭島。
日軍將這次海戰稱爲“薩沃島夜戰”，美軍則稱之爲“埃斯帕恩斯角海戰”。此戰結果，日軍沉巡洋艦、驅逐艦各1艘，傷巡洋艦2艘;美軍沉驅逐艦1艘，傷驅逐艦1艘，巡洋艦2艘。
從戰果看，是美軍得勝。戰績雖不算大，可是來之不易。薩沃島海戰後，斯科特深知日本海軍擅長夜戰，遂組織部隊積極進行夜間訓練，研究並制定夜戰的有關要領。他曾多次率隊出海，通宵達旦地演練各種科目，且有顯著成效。據日方史料記載，在這次海戰中，“美艦火炮命中率頗高”，“第1次齊射就擊中‘青葉’艦橋，致使司令官以下多名軍官傷亡，‘初雪’號僅水線以上就有90來個彈痕”。不言而喻，這主要歸功於戰前的訓練。有了嚴格的訓練，才能一戰而勝，洗雪前恥。這次勝利，使士氣低落的美艦艇部隊大受鼓舞。
但不容忽視，美軍在此戰中暴露的問題也不少。例如，正當各艦奮勇擊敵時，突然下令停止射擊，不僅有傷士氣，也使戰機錯過。若當日軍各艦轉向時，不發停射命令，日編隊必遭火炮和魚雷的集中攻擊，或許難逃覆滅之災;如不下達第2次停射命令，繼續追擊，料可取得更大的戰果，也許不致因此而給日艦進行反擊的機會，從而減少己方的損傷。再如，旗艦“舊金山”號的雷達較舊，斯科特在關鍵時刻，對戰場情況若明若暗。如以裝有SG型雷達的巡洋艦作爲旗艦，能較清楚地掌握戰況，則可打得更好一些。
在日軍方面，除“古鷹”號，“吹雪”’號被擊沉外，“青葉”號中彈近40發，不得不回國進塢大修。這對其士氣挫傷甚大，日海軍自以夜戰是其獨一無二的專長，從此，這種自信開始動搖。大本營感到臉上無光，連戰表都未發出。此戰失利，與其驕矜自負、麻痹大意有直接關係。在日海軍看來，美艦艇部隊不敢進行夜戰，必然望風而逃，入夜後不會遭到阻擊。如此輕敵，豈能認真對待偵察。結果遭敵突襲，只好倉皇敗退。
不過也應看到，日軍失中有得。斯科特被五藤吸引過來，而未去襲擊日增援編隊。後者乘雙方激戰之際，把一批重型裝備和部分兵員順利送上瓜島，爲島上作戰提供了巨大支援。
上述雙方的基本經驗教訓，今天仍有認真研究的必要。
