就在瓜島陸戰激烈進行之際，海上的大戰也拉開了序幕。25日早晨6時，山本五十六得到可靠情報，瓜島機場仍然在美軍手中，日軍陸上進攻已瀕臨失敗。山本五十六一聽，十分惱怒，不得不趕緊製止預定的從海上炮擊瓜島的行動。
龐大的日艦隊在瓜島以北300海裏處巡弋，靜觀戰況如何發展。
中午時分，派駐瓜島的聯絡官報告：“因為在複雜地形條件下，部隊調動困難，昨夜的進攻又失敗了。”
現在隻能看海軍的了，是撤退還是戰鬥？箭在弦上，不能不發。思索了一會兒，山本五十六命令在瓜島水域周圍集結待命的海軍部隊立即南下，迎擊美軍艦隊。
當天夜裏，山本五十六發出通報：美艦隊很可能在所羅門群島海域出現，一旦美軍艦隊出現，聯合艦隊一定要將其消滅。山本五十六嚴令：無論天氣和美軍飛機活動的情況如何，日機應該繼續偵察和追蹤，務必查明美艦的數量和類型。
接到山本的電報後，處於前衛的南雲心緒紊亂，他叫衛兵把草鹿召來。一見麵，南雲就對草鹿說：“瓜島的陸上作戰已經失敗，海軍也應該撤退，休整後再戰。但現在山本卻來了電報，看來隻能硬著頭皮作戰了，想聽聽草鹿有什麼想法。”
“說實話，我一直反對在沒有把握的情況下與美軍交戰，那樣隻能重蹈中途島的覆轍。但是您是司令長官，最後決定要由您做。”草鹿回答說，“這個仗是您打的，如果您果真有意南下，我同意您的結論。”
隨後，他提醒說，尚未偵察到敵航空母艦編隊的位置，而肯定已被聖埃斯皮裏圖島起飛的美機發現。“但是，既然您的主意已定，那就讓我告訴您，我們決不能還沒有殲滅敵人就先被敵人殲滅！”
草鹿回到艦橋，命令航空母艦進攻部隊一艘航空母艦、1艘重巡洋艦、8艘驅逐艦以及由2艘戰列艦、4艘巡洋艦、7艘驅逐艦組成戰鬥隊形，掉頭向南，以20海裏的時速向美軍駛去。
當瓜島血戰正酣之際，哈爾西已經向範德格裏夫特將軍派出他的全部兵力前來瓜島海域助陣。10月24日黎明，美海軍少將金凱德指揮的由航空母艦“企業”號（艦載83架飛機）、戰列艦“南達科他”號、巡洋艦“波特蘭”號、“聖胡安”號以及8艘驅逐艦組成的第16特混編隊，開到了瓜島東南800餘海裏的洋麵上。與此同時，美海軍少將莫雷指揮的由航空母艦“大黃蜂”號以及4艘巡洋艦、6艘驅逐艦組成的第17特混編隊也向同一方向急駛。這兩支特混編隊奉命在聖埃斯皮裏圖島東北偏東273海裏處會合，在聖克魯斯群島以北海區巡航，隨時準備截擊可能出現的日本艦隊。
26日淩晨零時11分，一架美偵察機發回急電：“發現日軍艦隊，距離300海裏，方位西北。”
三小時後，這架美機又報告：“發現大型航空母艦1艘和其他類型軍艦6艘，距離200海裏，方位同前！”
日軍艦隊首先被美偵察機發現了。
南雲和草鹿焦急不安地站在航空母艦“翔鶴”號的艦橋上，他們都擔心會被美國飛機發現。這時，一名通訊軍官報告，附近發現一架飛機，可能是美軍轟炸機。南雲一聲不響地站立了20分鍾，臉色慘白，凝視著漆黑的天空。
一聲突然的爆炸使他清醒過來，接著又是一聲。他的旗艦旁邊升起了兩根巨大的水柱。
南雲把臉轉向草鹿說：“你先前說的話是對的。返航，全速。”
草鹿強壓著憤怒，命令舵手以24海裏的時速向北返航。他還命令24架搜索機向南分頭偵察，他可不打算像在中途島那樣陷入重圍。
美軍攻擊南雲旗艦的不是轟炸機，而是兩架攜帶炸彈和魚雷的偵察機投放的。那兩架美偵察機分別由斯托克頓·斯特朗中尉和查爾斯·歐文少尉駕駛。美機發回去的情報相當重要，它為美艦隊實施先發製人的進攻提供了可能。可惜的是，金凱德沒有收到這一情報，對此敵情一無所知，日艦編隊轉危為安。
這份價值很高的報告在發往聖埃斯皮裏圖島的美軍第63特混編隊司令部時被拖延，至5時12分才轉發，延遲了兩個小時。遠在努美阿的南太平洋部隊和地區司令哈爾西一接到此電，迫不及待地發出指令：“進攻，進攻，再攻擊！”
10月26日淩晨4時30分，航空母艦“企業”號的揚聲器發出急促的戰鬥命令：“人員遠離螺旋槳，發動飛機！”
不久，晨曦吐露，東方泛白，灰白色的海空呈現出一支龐大艦隊的影子，陰森可怖的戰艦的巨體清晰可辨。16架美偵察機、轟炸機一架接一架全部騰空，分三組在距離200海裏的扇麵內進行搜索。其中一個雙機組在距“企業”號航空母艦85海裏處與一架日軍轟炸機相遇，因為雙方都在尋找更大的目標，彼此都沒有理會。
美第一個雙機組在6時17分發現南雲的以戰列艦“比睿”號和“霧島”號為主力的前衛群，經過詳細察看後，於6時30分發回報告，繼續向前飛行，尋找日軍航空母艦，但沒有找到。在返航途中，日軍前衛群的高射炮向它們射擊，在接近“企業”號航空母艦時，又與那架日軍轟炸機相遇，那架日機已經偵察到了美軍航空母艦特混編隊的情況。
第二個雙機組於6時50分第一次發現南雲指揮下的航空母艦“瑞鳳”號，距“企業”號航空母艦200海裏，方位西北。此時，南雲已辨認出美偵察機是艦載機，預感到美航空母艦就要出場了，便立即在“翔鶴”號、“瑞鶴”號、“瑞鳳”號甲板上部署了65架飛機，隨時準備出擊。
當美第二偵察機組發現日本艦隊後，迅速發回電報，並於6時58分對“瑞鳳”號展開了空中攻擊。“瑞鳳”號立即施放煙幕，並轉向躲避。美機投彈轟炸，但是它們遭到8架零式戰鬥機的攔截，在混戰中，有3架美機被擊落，其餘的匆忙逃走。
正在這時候，南雲接到偵察機發來的緊急報告：“方向東南，距離200海裏，發現美航空母艦1艘和其他類型軍艦5艘。”
幾個星期以來，南雲和草鹿一直避免戰鬥。此時，美軍艦隊距離隻有200海裏，一場戰鬥難以避免了。
南雲毫不猶豫地命令第一波攻擊隊立即起飛。
7時整，“翔鶴”號、“瑞鶴”號和小型航空母艦“瑞鳳”號等3艘航空母艦的甲板上響起發動機震耳欲聾的轟鳴聲。由18架魚雷轟炸機、22架俯衝轟炸機、27架戰鬥機組成的第一攻擊波正在起飛。