先に敵艦隊を発見したのは、米軍のほうだった。
サンタクルーズ諸島のエンデニ島から発進したPBYが、0950に一木支隊第二梯団と海軍陸戦隊を輸送中の輸送船と、それを護衛する第二水雷戦隊を発見した。ヘンダーソン基地のMAG-23でも、敵重巡2、駆逐艦3、輸送船4が南緯5度45分、東経162度10分を方位１９０に速度17ノットで向かっており、2400にガダルカナルに到着の見込みとの報告を受けている。（※ただし、受信時間は0900としている。）
しかし、TF61（※第61任務部隊）の指揮官、フランク"ブラックジャック"フレッチャー中将は、情報通り日本軍の空母は近くにいないと判断し、指揮下の3隻の空母のうちCV-7ワスプを燃料補給のため分離させた。
ガダルカナルでは、貨物輸送艦AK-22フォーマルハウトが0657にククムに到着し、1640に捕虜300人を乗せて抜錨するまで貴重な物資を陸揚げしていた。
一方、ラバウルのブナカナウ基地からは中村友男大尉指揮の三澤空の15機と、2日前にラバウルに進出してきた木更津航空隊の9機の合計24機（※うち1機は発動機不調で引き返す）の一式陸攻が、「ツラギ在泊敵艦船攻撃友軍糧食投下」任務（※木更津空の行動調書では「ツラギ在泊敵艦船攻撃」）に0700（0900）に出撃するが、天候不良のため1025（1225）に引き返している。これを護衛していた河合大尉指揮の台南空の零戦14機（※うち1機は引き返す）は、1030（1230）に「グァダルカナル上空突入 空中に敵を認めず」と報告している。なお、三澤空の行動調書に、「サブア島（※サボ島）にて敵哨戒艇らしきもの一機を認む。敵戦闘機2機と味方戦闘機7機との空戦を認む。」との記述があるが、該当する空戦の記録は見つからなかった。
CV-3サラトガの艦載機が午前中に発見した日本軍増援部隊の攻撃に発進したのは1445だった。
ヘンダーソン基地からは1630に9機のSBDと12機のF4Fが攻撃に向かった。
しかし、日本軍増援部隊はPBYに発見されると同時に反転北上し、また悪天候のためPBYも部隊を見失い、サラトガ隊もヘンダーソン隊も敵を発見できなかった。
1900、サラトガの29機のSBDと6機のTBFも敵増援部隊警戒のためヘンダーソン基地に着陸し、彼らはここで一夜を過ごすことになり、基地の整備員はサラトガの搭載機に夜通し燃料補給をしなければならなかった。この時点では飛行機に燃料を供給する方法がハンドポンプしかなかったのだ。
第六空襲部隊戦闘概報の第三号では、「三、木空陸攻六機PST（※テニアン）よりRRE（※ブナカナウ）着 六空零戦十五機（木空陸攻三機誘導）は発動機不調の為PT（※トラック）にて整備中」「五、明日使用可能機数 RR（※ラバウル）木空陸攻十五機、澤空陸攻九機、RO（※カビエン）木空陸攻七機」。
深夜に駆逐艦陽炎が単独でシーラーク海峡に侵入してきて、ヘンダーソン基地とツラギを砲撃し、海兵隊員数名が負傷した。米軍側は砲撃したのは潜水艦だと思ったようだ。