與日軍窮途末路的境況恰好相反，駐守瓜島的美軍源源不斷地得到補給。到1943年1月，美軍在瓜島上已經將兵力增加到5萬多人，彈藥如山，給養豐足，士氣旺盛。而此時，日軍在瓜島隻有不足2萬人。
瓜島美軍指揮官帕奇決定發起反攻。他決定首先進攻位於機場西南20公裏的奧斯騰山，拔掉威脅亨德森機場的釘子。
駐紮在奧斯騰山的是日軍岡明之助大佐率領的一個聯隊和一個炮兵中隊。從山上可以俯瞰“鐵底灣”和機場，觀察美機起落和運輸艦卸載的情況。
12月17日，美重炮猛轟日炮兵陣地，掩護一個營進攻奧斯騰山。美軍沿途隻碰到個別狙擊手的阻擊，且一觸即潰，遂放心地深入叢林。岡明派出穿插部隊，利用熟悉的地形深入美軍後方，打起遊擊戰來得心應手，左右逢源。美海軍陸戰隊第二師士兵缺乏叢林作戰經驗，深入叢林後猶如“盲人騎瞎馬”，士兵們隻看到熾熱的子彈在空中呼嘯著掠過耳邊，卻不知道對手隱藏在什麼地方，搞得美國人如履薄冰，疑神疑鬼，草木皆兵。日穿插部隊切斷美突擊部隊的補給線，岡明用猛烈的炮火擋住美軍的正麵進擊，穿插部隊從後麵包抄上來，打得美國人潰不成軍。一營美軍死傷過半，他們在一處山坡上構起臨時防線，苦苦等待基地增援。
日本人從四麵八方發起衝鋒，逐步分割包圍了大部分陣地，以局部優勢的兵力各個擊破。餓紅眼睛的日軍士兵，像老鼠一樣出沒在密集的叢林裏，他們隱藏在大樹、石頭後麵，打傷美軍士兵時首先搜搶食品，然後狼吞虎咽。日本人包圍了美軍營部，亂槍打死了美營長，岡明大佐重新集結起分散的部隊，以風卷殘雲之勢將殘餘美軍壓製在一個山溝裏。
帕奇得知美軍情況後，大驚失色，火速派出“仙人掌”航空隊解救受困部隊。美機飛臨戰場，擊潰日軍的進攻，迫使日軍退去，然後投出成噸的炸彈，將山溝周圍的叢林夷為平地。接踵而至的12架“無畏”式俯衝轟炸機，空投下一個營的兵力，救出被困美軍，繼而奪取山坡上一個觀察站。
但日軍寸土不讓，用猛烈的炮火阻擊步步推進的美國人。美軍傷亡慘重，不得不退出叢林。
25日上午，兩艘美驅逐艦隊駛進海灘，從海上參戰。美軍再次朝山頂發起進攻。日本人躲在山洞裏不出來，躲過艦炮轟擊進入陣地，居高臨下投出大批手榴彈，炸得美軍人仰馬翻，又一次擊退進攻。戰事進入僵持階段。
此時，美軍發起的另外一次大規模攻勢已經開始了。1943年1月2日黎明，美軍發起了第二次進攻奧斯騰山的戰役。帕奇先讓132團2營暗暗運動到歧阜東南待命，再以兩個營的兵力同時從東麵和北麵猛攻。岡明忙於抗擊美軍的兩路衝擊，沒想到還有一路人馬由東南方向爬上山脊，美國人排山倒海般衝來，日軍防線搖搖欲墜。岡明慌忙調過兩門大炮，壓低炮口進行平射，日軍炮手幾乎是在和美軍士兵拚刺刀，連續猛烈的射擊，震得耳朵都流出血來，仍然無法阻止怒潮般的攻勢。幸虧日援軍及時趕到，從東南方向美軍的背後殺來，美軍猝不及防，陣腳大亂。岡明撥出一部分兵力，迅速和增援日軍形成前後夾擊之勢，進行反衝鋒。
關鍵時刻，美軍從亨德森機場緊急起飛20架“無畏”式俯衝轟炸機前去支援。憑借絕對的空中優勢，大批美軍轟炸機用炸彈築起銅牆鐵壁，把日軍阻擋在美軍防線之外。戰局很快出現了戲劇性的變化，日本人眼見得手，突然被炸得焦頭爛額，趴在地上抬不起頭來。日軍不能越雷池一步。美國人步步為營，和其他兩路會師，就地構築工事與日軍相持。
1月9日，美陸軍第25師開上奧斯騰山換防，大量物資運上陣地，美國人為減少傷亡，並不急於和敵人死拚，而是用炮火切斷日軍的補給線，打退企圖下山搶糧的小股敵軍，令其坐以待斃。
窮途末路的日軍，食物和軍火均已斷絕，隻好靠吃昆蟲、青蛙、蜥蜴，甚至皮帶度日，日軍的末日真正來到了。一名生還者後來寫道：
1月11日：奧斯騰山上的守軍像朽木一樣，一動不動，屍體堆積得竟無立足之地。
暫時還活著的人，好像冬眠的動物一樣，和化成白骨的骷髏同枕共眠……
1月15日：應該來臨的日子終於來臨了，敵人發起猛烈地進攻。炮火摧毀密林，掀起的塵土漫天飛揚，山嶽為之怒吼，山穀為之回應……
1月20日：6個月不知肉味的人們如餓鬼般吞咽了四腳蛇，咀嚼了檳榔，搶食了水苔，吃得肚子鼓脹脹的。沒有火種了，都是生吃的……
陷入絕望境地的日軍眼巴巴地等待著援軍，希望起死回生。然而，他們不知道，半個月之前，日軍大本營已經作出了從瓜島撤軍的決定。