據日軍指揮部估計，增援編隊在海上航渡時，不會遇到美艦艇部隊的截擊，但對其航空部隊的空襲頗爲擔心。因此決定：在增援編隊進入美機作戰半徑之內的11日，晝間由岸基航空部隊負責壓制瓜島機場，夜間則由第6巡洋艦戰隊繼續執行這項任務。日本第6巡洋艦戰隊的核心是三艘古鷹級重巡洋艦“青葉”、“古鷹”和“衣笠”，第11驅逐艦隊的“吹雪”、“初雪”號驅逐艦擔任護衛。統由五藤存知海軍少將指揮。他不僅精心研究了炮擊的時間、地點和該使用什麼炮彈、引信，還專門找了個珊瑚島做了演習。當他於11日12時由肖特蘭島啓航，以24節高速沿“槽海”(所羅門羣島兩列島嶼之間的窄長海域)南進。整個日軍部隊中對他滿懷着期待。當天日沒時，鑑於己方偵察機未發任何敵情通報，敵機又大多不在夜間出擊，則把航速增至30節，向瓜島疾馳。
日岸基飛機11日晝間對瓜島機場的轟炸，的確起了作用，日增援編隊沿“槽海”南進時雖被美方發現，但因其飛機忙於保護機場，無法脫身，只好派正在瓜島以南巡航的第64特混編隊前去截擊。這支編隊轄有巡洋艦4艘，驅逐艦5艘，由斯科特海軍少將指揮。斯科特接到命令後，立即率隊北進。爲能先於日軍進入瓜島西北水域，編隊航速增至29節。這一來，就形成了美、日巡洋艦編隊自南北兩方對進的態勢。
10月11日，日本海軍第六戰隊沿“狹口”海峽接近瓜島。它的核心是三艘重巡洋艦“青葉”、“古鷹”和“衣笠”。第11驅逐艦隊的“吹雪”、“初雪”號驅逐艦擔任護衛。全部艦隊由五騰存知少將統一指揮，他不僅精心研究了炮擊的時間、地點和該使用什麼炮彈、引信，還專門找了個珊瑚島做了演習。當他的艦隊以24節高速南下時，整個日軍部隊中對他滿懷着期待。
是日21時許，美第64特混編隊繞過瓜島西海岸，向薩沃島航進，航速減至20節。其隊形爲單縱隊：“法倫霍爾特”號、“鄧肯”號，“拉菲”號3艘驅逐艦在前，“舊金山”號，“波伊斯”號，“鹽湖城”號，“海倫娜”號4艘巡洋艦居中，“布坎南”號，“麥克拉”號2艘驅逐艦在後。各巡洋艦之間的距離爲600碼，各驅逐艦之間的距離爲500碼，巡洋艦和驅逐艦之間的距離爲700碼。21時30分，斯科特命令4艘巡洋艦派出飛機進行偵察，“舊金山”號和“波伊斯”號遵令執行。但“鹽湖城”號的飛機在起飛作業時着火焚燬;“海倫娜”號未接到命令，因怕飛機在炮戰中起火而將其拋入海中。
這時，日第6巡洋艦戰隊已經進至美第64特混編隊西北，兩軍相距約50海里。日方隊形是，“青葉”、“古鷹”、“衣笠”3艘巡洋艦依次列成單縱隊，各艦之間距離爲1200米;“初雪”，“吹雪”2艘驅逐艦，分別在“青葉”的左、右前方擔任航行警戒，方位70度，距離3000米。編隊航向東南(125度)，航速爲30節，雙方距離正在迅速縮短。美”鹽湖城”號水上飛機燃燒的火光，日艦已經看到，五藤以爲是岸上日軍或先行增援編隊發出的信號，則用閃光信號回答。但因光度較小，能見度不良，美方並未看到。
22時50分，美艦”舊金山”號的飛機報告：“發現大艦1艘、小艦2艘，在瓜島以北，距薩沃島約16海里。”這是日軍城島海軍少將率領的增援編隊，美偵察機報告的兵力雖然不對，但位置是對的。
23時25分，裝備SG型新式雷達的“海倫娜”號報告：“發現目標，方位315度，距離27700碼，目標航向東南，航速約20節。”
旗艦“舊金山”號雖然裝備SC型舊式雷達，但斯科特考慮到日艦裝有雷達接收機，能夠收到SC型雷達發射的電波，所以未敢使用本艦的雷達，主要依靠友艦和飛機提供敵情。上述兩個報告說明，在其左、右各有一個敵艦羣。於是，他下令掉轉航向，以期封鎖薩沃島和埃斯帕恩斯角之間的水道。斯科特以爲，這樣既可阻擋雷達發現的敵艦羣向瓜島接近，亦可攔截飛機發現的敵艦羣自瓜島撤離。
“海倫娜”號雷達發現的目標就是日軍的第6巡洋艦戰隊。這支戰隊此時已經進至美第64特混編隊的左側，當斯科特由左向後魚貫轉向時，兩軍便在暗夜中狹路相逢，突然遭遇了。
諾曼·斯科特突然轉舵回航，使五藤處於他的正橫方向，美軍在無意之中佔了極爲有利的“T”字橫頭陣位。儘管如此，斯科特卻不敢下令開炮。因爲前行的3艘驅逐艦轉向時用的舵角較大，被甩到旋迴圈之外，這時正從幾艘巡洋艦的右側趕來。這樣，對在右側突然出現的目標，就一時難以辨別敵我了。
但是，“海倫娜”號由於裝了SG型雷達，對敵艦羣的到來看得真切，當雙方接近到5000碼時，艦長用報話機請求開炮。23時46分，“海倫娜”號開始射擊。其他軍艦，也隨之開火。
在美艦炮擊前數分鐘，日編隊已發現左舷15度5海里外有幾個艦影，以爲是己方增援編隊。當時大雨剛停，能見度較差，五藤決定繼續前進，準備縮短距離後發出識別信號。正在這時，對方打開探照燈，並以猛烈炮火集中轟擊”青葉”。當該艦連續發出“我是青葉……”的燈光信號時，艦橋中彈，多人傷亡，五藤司令官重傷，他到現在還是認爲是遭到了自己人的誤擊，在痛罵着八嘎的的聲音中死去。爲了擺脫對手，重整隊伍後再投入戰鬥，”青葉”號旗艦迅即右後轉向，“古鷹”號隨後跟進。
這時，美艦本可逐次對接近轉向點的日艦集中射擊，而曰艦幾乎不能還手。可是，斯科特看到對方沒有還手，竟然也以爲“海倫娜”號等艦炮擊的目標是己方的驅逐艦，遂於23時47分下令停止開火。有的美艦不聽科斯特的命令，仍然繼續發炮。斯科特則一再重申前令，並親自督促自己的旗艦“舊金山”號，才總算停止了射擊。
