在发现日军编队后的几分钟里，美军编队并没有立即开火，一个问题困扰着战斗情报中心的专家。由于科隆班加拉岛上高耸的山坡回波掩盖了目标，他们无法判断面前有多少艘敌舰，分别是什么级别，如何配置和航向，也无法区分第二运输队的四艘驱逐舰。此时，一切都取决于指挥官的现场判断。1时49分，安斯沃思少将断言有两艘敌舰，总数为7至9艘。为了保持攻击最有利的位置，他命令航向右调整60度，恢复到302°。现在距离11000码。他必须以最快的速度进行调整，因为先敌的压制非常重要，他不想像上次的“斯特朗”那样出现。与此同时，安斯沃思决定在中等距离用雷达引导火炮射击。现在雷达屏幕显示，第二组的四个目标是大船，所以他命令“杰金斯”和“拉德福特”与巡洋舰一起射击，而“尼古拉斯”和“奥邦农民”不远。1点54分，他下令开火。驱逐队指挥麦金纳尼(Mclnerney)上校问用什么武器，旗舰回答:“用所有武器，但火炮优先。”
下令开火后，安斯沃思少将再次修改了他的命令，因为他认为没有大船(第二运输队)相对接近美军舰队后面的1万码。他命令巡洋舰所有火炮集中射击距离较近的编队。“跟随前舰，同时转向敌舰。1时56分，距离7000码。本该射击的，但“海伦娜”号却没有找到目标。一分钟后，当秋山舰船清晰地出现在左舷6800码处时，第一枪开始了。这些军舰，尤其是“海伦娜”号，喷射出耀眼绚丽的火焰。这是因为“海伦娜”号上没有无焰火药，其他军舰的无焰弹只需要三到四次齐射。
美军开火时，日本驱逐舰位于一个极好的瞄准点，但“新月”号未能及时发射致命的鱼雷。美国军舰的第一次齐射完全抑制了它。6英寸炮弹的雨点落在它的身体上，摧毁了舵机的传动设备，它迅速燃烧，摇摇晃晃地离开了队列。但对日军来说，更糟糕的是，美军的炮弹摧毁了“新月”号的舰桥，在那里指挥战斗的秋山少将和参谋都魂归九段坂。现在日军三支分队各自为战。2时12分，美军开火仅15分钟后，“新月”号迅速沉没――很少有人获救。日军编队唯一的反击是未被射击的“凉风”号和“谷风”号――16枚49节长矛鱼雷发射在朝美军炮口的闪光处。然后两艘船在美军弹雨中，一边放烟幕，一边向西北撤退。
与巡洋舰不同，美国驱逐舰长期保持沉默。其中，老舰“奥邦农”号上经验丰富的船长唐纳德J麦克唐纳(Donald J.MacDonald)在目前的情况下，最好采取鱼雷攻击，而不是像瓜岛战斗中那样使用火炮。尽管他的炮术长提出了完美的炮击计划，但他仍然拒绝批准，直到他决定失去鱼雷攻击的机会。在巡洋舰后面领先很远的尼古拉斯和杰金斯也面临着同样的问题，所以当鱼雷没有发射时，火炮没有开火。而“拉德福特”号则一直被“杰金斯”号挡住，以至于这艘船一直无法开火。
如果按照过去纯粹计算发射金属的重量，安斯沃思少将的巡洋舰赢得了战斗的前五分钟。超过2500发6英寸炮弹向敌人倾泻(美军称之为“6英寸机关枪”)，抵抗力非常弱。安斯沃思认为敌人舰队几乎被消灭了，但这实际上是错误的。在日本护卫队的三艘驱逐舰中，只有“新月”号沉没，另外两艘轻微损坏：“凉风”号的探照灯损坏，前炮塔失去战斗力，一个防空机构的枪弹药库燃烧，船体有一些孔，三人死亡。“谷风”号损失较轻，一枚哑弹击中锚链卷扬机舱，食品舱进水。两艘船都成功地摆脱了美军的攻击。
海伦娜的沉没
当“凉风”号和“谷风”号离开，美国炮火稀落时，美国军舰雷达屏幕上出现了日本第二运输队的船只。它们的距离13000 码以30节向北航行。2时03分，反应迅速的安斯沃思少将命令编队撤退，并将航向112°。这样，就可以获得有利的战术T字位。但在美舰信号兵发出信号之前，日军长矛鱼雷被杀。一向幸运的“海伦娜”号成了不幸的受害者，在2时04分到2时07分的短短3分钟内，它连续击中了3枚长矛鱼雷。第一个从1号炮塔和2号炮塔之间炸断了四分之一舰长的船头。水迅速涌入船体，使船体两端像折叠一样。安斯沃思在海伦娜第一次中雷时下令转向，美国军舰只立即离开水域。科林丰贝尔，“圣路易斯”号舰长(Colin Campbell)命令右转以避免与“海伦娜”号相撞，转过一个大环，直奔东南东。
“海伦娜”号轮室中的轮理斯(Charles O.Cook)站在仪器前，眼睛迅速从一只跳到另一只，耳朵听着6英寸火炮射击时压抑的呜呜(whoomf-whoomf)声。突然，军舰遭到鱼雷攻击。库克看了看仪器，蒸汽压力正常。攻击不在他的B区。当他的电话士兵询问每个职位时，他在附近遭到了第二次猛烈攻击。鱼雷在2号烟道下深处爆炸。仪表显示蒸汽压力迅速下降。正常照明已经丢失，只有模糊的紧急照明设备才能打开。后轮机测试，但没有答案，轮机转速迅速下降。老练的库克没有惊慌。他平静地面对危机，仔细分析问题的原因。这些问题表明，鱼雷击中前主机舱和3号锅炉舱之间，舱室之间已经断裂。他知道这意味着4号锅炉舱也进水了。他问舰桥，发现电源也断了。现在人们的生活更重要了。他命令打开装甲舱门，用微弱的紧急照明让他的黑人逃到甲板上，只剩下六个人和他一起修理。然后是第三个鱼雷，靠近第二个击中位置，船底像破碎的坚果壳一样破裂。燃油喷在库克和他的脸上，他们听到海水涌入下面。一定要马上离开，当他们冲到第三层甲板时，海水漫到脚后跟。他们试图关闭舱盖，但海水压力很大。他们用另一个梯子爬上第二层甲板，上升的海水冲倒了库克，但他抓住了钢环，没有被冲走。在这里，他遇到了美国海军后备队上尉罗伯特E(Robert E.Beisang)，他带领下属坚守岗位，因为他没有接到弃舰命令。Beisang直到库克出现在他面前，他才相信自己的职位已经浸泡在油中。他们简单地交换意见。Beisang据说无法通信，一名水手指出，隔间的水已经进入眼睛的水平。他们立即通过自动扶梯向上转移。当他们到达主甲板时，他们发现船尾已经高高翘曲，船体分为两部分。有些人掉进油水里，拼命祈祷不要着火。随着“海伦娜”号的后半部分逐渐下沉，舰前半部分剩余的残骸也开始下沉，舰首也高高翘起。舰长塞西尔(Cecil)喊“弃舰！” 通信官受了重伤，昏迷了两次。他担心秘密文件和密码。他的助手把袋子拖到甲板上，扔在那里。雷达官丢弃了雷达零件。C.I.C.军官监督放下救生筏，筏边扒满了手。塞西尔船长终于离开了。他游过油腻的海面，登上了最近的救生筏。六分钟后，“海伦娜”号折断，消失在300寻深的海水中，船头漂浮在海面上。