下午3時，三川艦隊從拉包爾起航，8艘軍艦在聖喬治水道會合。它們分別是重巡洋艦“鳥海”、“青葉”、“加古”、“衣笠”、“古鷹”，輕巡洋艦“天龍”、“夕張”，驅逐艦“夕風”。8艘戰艦像一群凶惡的鯊魚，在漆黑的洋麵上以每小時24節的速度直奔瓜島。
8日上午9時半，三川艦隊在離瓜島300海裏處被一架盟軍偵察機發現。三川中將為了欺騙敵偵察機飛行員，下令改變航向，駛向拉包爾。美機飛走後，艦隊隨即恢複到原航向。這位受騙的盟軍偵察機飛行員並沒有馬上向基地報告，而是一直拖延了6個小時之後才報告，而且還誤報敵編隊中有2艘水上母艦。這使特納少將誤認為日艦隊是要去某個海島修建水上飛機場，因而未采取任何防範措施。
本來，三川中將對這次出擊能否取得戰果十分擔心，主要是害怕敵航空母艦。然而幸運的是，8日午後，弗萊徹中將以飛機損失和燃料不足為由，將航空母艦特混艦隊撤出了瓜島水域。就這樣，幸運的三川中將奇跡般地在光天化日之下順利地通過了美機嚴加巡邏、偵察的布幹維爾海峽。
8日16時40分，三川用燈光信號向各艦下達了一個簡單而具體的戰鬥計劃：首先對停泊在瓜島錨地的美艦進行魚雷攻擊，然後橫渡到圖拉吉港區用艦炮和魚雷攻擊那裏的美艦船。艦隊將從薩沃島以西高速進入，從薩沃島以東撤出。
21時10分，日軍5艘重巡洋艦再次派出水上飛機，前往目標水域進行戰術偵察，並負責投擲照明彈。接著“鳥海”號一馬當先，各艦尾隨在後，以間距1000米的距離，排成單縱列，以28海裏的速度向前衝去。此時，美軍仍未發現有艦隊攻來。
日軍在黑暗中行駛，雖然沒有雷達，可是他們的許多士兵卻具有非凡的夜間目測能力，這是一種在實戰中鍛煉出來的對環境的適應力。
“右30度，看到艦影，距離1萬米。”“鳥海”艦上的了望員高聲喊道。這是美軍正在巡邏的驅逐艦。
“右炮準備炮戰。”巨炮旋轉，瞄準艦影。但三川還不希望此時與敵接戰，以免打草驚蛇。因而下令改變航向左30度，速度降到22海裏，企圖悄悄穿過去。雙方軍艦越來越靠近了，但美驅逐艦仍未發現他們。幸運女神再次向三川艦隊送來秋波，三川艦隊正好航行在美兩艘驅逐艦巡邏區的交接點上。
9日淩晨1時30分，日艦再度提高航速。了望員也於此時發現了3艘重巡洋艦，這正是美軍主力，前麵的是重巡洋艦“堪培拉”號，後麵是“芝加哥”號。“鳥海”號艦長早川大佐立即命令：發射魚雷！
直到1時43分，美驅逐艦“帕特森”號才首先發現日艦隊。它當即用無線電發出警報：“警報——警報，未判明艦隻正在進港！”但為時已經太晚，一架日本偵察機已淩空投下照明彈，把“芝加哥”號和“堪培拉”號的艦身照得一清二楚。
“射擊開始！”一聲令下，“鳥海”號上的探照燈突然亮起，並捕捉住了航行中的美艦隊重巡洋艦”堪培拉號。霎時間，10門主炮同時開火。
就在這時，“堪培拉”號發現一條直駛過來的雷跡，哥丁上校急忙指揮戰艦左滿舵躲避。可還是遲了一步，隻聽“轟”的一聲巨響，在艦的中央部位升起一股巨大的水柱，一群人被拋到空中。接著又是一聲爆炸，艦身突然向左傾斜。巨大的炮擊聲不斷從左側黑暗中傳來，哥丁艦長命令：“左舷炮戰。快！快！”可是當主炮正向左旋轉時，日艦射擊的炮彈已呼嘯而至，瞬間就有24發炮彈打在“堪培拉”號上。當“堪培拉”頑強地回擊兩條魚雷和幾發炮彈後，主機就不轉了，大火蔓延到整個甲板上，甲板上到處都是倒斃的屍體，艦長也被擊斃，“堪培拉”號於9日晨8時沉入了大海。
跟隨在“堪培拉”號後麵的“芝加哥”號的運氣也好不到哪裏，艦首被魚雷擊中，爆炸掀起的水柱使前甲板湧滿了海水。同時，該艦前部又被日軍巡洋艦發射的一發炮彈擊中，死傷慘重。“芝加哥”號隻好脫離編隊，撤出了戰鬥。
三川艦隊此時又接到偵察機的報告，得知北方有敵艦警戒。於是，便向左轉換方向，殺向北區巡邏艦隊。