斯科特依然弄不清孰敌孰友，便以报话机问3艘前行驱逐舰指挥官托宾：“你好吗?”
托宾回答：“很好，我正率领所属三舰从右侧赶来，准备抢占阵位。”
斯科特进一步问道：“巡洋舰射击过你的驱逐舰吗?”
托宾：”没有，我不知道巡洋舰射击的是谁。
斯科特疑虑难消，又令托宾指挥的3艘驱逐舰打开识别灯。于是，这3艘军舰各自闪出了绿、绿，白三色灯光。直到这时，斯科特才放下心来，并于23时51分下令恢复开火。
在耽搁的这几分钟内，几艘日舰基本转向完毕。尤其是“衣笠”号巡洋舰和“初雪”号驱逐舰未机械执行由右向后转向的命令，而是由左向后转向，所以几乎未遭美舰的炮轰。
美军恢复射击后，各巡洋舰自选目标，猛烈开炮，而驱逐舰或发射照明弹进行照明，或发炮直接射击日舰。一时海天通明，火光四射，炮声隆隆，战况激烈。美驱逐舰“邓肯”号前去攻击日巡洋舰“古鹰”号，并发射两条鱼雷，其中一条命中“古鹰”左舷中部。“古鹰”又中多发炮弹，引起爆炸，遂于12日0时43分在萨沃岛310度方位、22海里处沉入海底。“邓肯”号是时处于敌我之间，先受到日舰的回击，其锅炉舱中弹受创，后又被友舰误击，致使伤势益重，遂向东北退去，亦于次日10时在萨沃岛以北6海里处沉没。美驱逐舰“法伦霍尔特”号也于这时被己方舰炮误伤。
各巡洋舰随“旧金山”号旗舰向西南航进时，忽见西方有1军舰，距离1000余码，航向与美舰平行。该舰先发出红、白两色灯光信号，未见回答后便立即向右转向。“旧金山”号打开探照灯，数艘美舰集中火力向其猛轰。这是日军的“吹雪”号驱逐舰，刹那间中了许多炮弹，舰上大火熊熊，不久引起爆炸，于23时53分沉没。其余日舰，迳向西北遁去。
23时55分，斯科特下令转向，与日编队平行航进，以便各舰发扬火力。24时，斯科特又令各舰停火。他认为在继续战斗之前，需要整理一下队形，命令所有各舰一律打开识别灯。除“法伦霍尔特”号和“邓肯”号因伤未到外，其他各舰编成单纵队，尔后开始追击。
其时，“波伊斯”号的雷达发现右后方有不明目标。该舰使用探照灯照射，认定是日舰，便进行炮击。“波伊斯”号暴露了自己的位置，日舰“青叶”号立即还击，倾刻击中炮弹4颗。接着， 日“衣笠”号也从远处发炮，命中203毫米炮炮弹两发。随后跟进的“盐湖城”号向右转舵，插到“波伊斯”号和日舰之间，并用炮火压制日舰。“波伊斯”号于12日0时12分向左转向，撤出战斗。“盐湖城”号和“衣笠”号继续进行炮战，双方皆有一定损伤。后来，“旧金山”号也用火控雷达引导，对这艘曰舰射击，使其退避。日本驱逐舰“丛云”号前来援救“古鹰”舰，未能如愿，自己反被瓜岛的“仙人掌航空队”炸伤。负伤的“丛云”在海上打转，有被瓜岛美军俘获之虞，它的姊妹舰“白雪”号无可奈何只有发射鱼雷将它打沉。 “夏云”号驱逐舰的结局也不美妙。在烟火腾腾的海面上，美国王牌飞行员罗伊·斯坦利·盖格将军发现了它，一通准确的炸弹后，它也陪着“丛云”长眠在“铁底海湾”。
12日0时28分，斯科特唯恐后面的美舰将“旧金山”号误为日舰，再次下令停火，通知各舰第三次打开识别灯。整理好队形后，日舰已无踪影，斯科特未再追击，而是转向西南航行，撒出了战斗。残存的日舰于12日上午返抵肖特兰岛。
日军将这次海战称为“萨沃岛夜战”，美军则称之为“埃斯帕恩斯角海战”。此战结果，日军沉巡洋舰、驱逐舰各1艘，伤巡洋舰2艘;美军沉驱逐舰1艘，伤驱逐舰1艘，巡洋舰2艘。
从战果看，是美军得胜。战绩虽不算大，可是来之不易。萨沃岛海战后，斯科特深知日本海军擅长夜战，遂组织部队积极进行夜间训练，研究并制定夜战的有关要领。他曾多次率队出海，通宵达旦地演练各种科目，且有显著成效。据日方史料记载，在这次海战中，“美舰火炮命中率颇高”，“第1次齐射就击中‘青叶’舰桥，致使司令官以下多名军官伤亡，‘初雪’号仅水线以上就有90来个弹痕”。不言而喻，这主要归功于战前的训练。有了严格的训练，才能一战而胜，洗雪前耻。这次胜利，使士气低落的美舰艇部队大受鼓舞。
但不容忽视，美军在此战中暴露的问题也不少。例如，正当各舰奋勇击敌时，突然下令停止射击，不仅有伤士气，也使战机错过。若当日军各舰转向时，不发停射命令，日编队必遭火炮和鱼雷的集中攻击，或许难逃覆灭之灾;如不下达第2次停射命令，继续追击，料可取得更大的战果，也许不致因此而给日舰进行反击的机会，从而减少己方的损伤。再如，旗舰“旧金山”号的雷达较旧，斯科特在关键时刻，对战场情况若明若暗。如以装有SG型雷达的巡洋舰作为旗舰，能较清楚地掌握战况，则可打得更好一些。
在日军方面，除“古鹰”号，“吹雪”’号被击沉外，“青叶”号中弹近40发，不得不回国进坞大修。这对其士气挫伤甚大，日海军自以夜战是其独一无二的专长，从此，这种自信开始动摇。大本营感到脸上无光，连战表都未发出。此战失利，与其骄矜自负、麻痹大意有直接关系。在日海军看来，美舰艇部队不敢进行夜战，必然望风而逃，入夜后不会遭到阻击。如此轻敌，岂能认真对待侦察。结果遭敌突袭，只好仓皇败退。
不过也应看到，日军失中有得。斯科特被五藤吸引过来，而未去袭击日增援编队。后者乘双方激战之际，把一批重型装备和部分兵员顺利送上瓜岛，为岛上作战提供了巨大支援。
上述双方的基本经验教训，今天仍有认真研究的必要。