Первая волна “Хорнета” из 52 самолетов оказалась разбросанной и получила плохие целеуказания. Когда в 9.18 она заметила “Сёкаку” и горящий “Дзуйхо”, ее состав сократился до 15 SBD. Те, кто не погиб в стычке с японским истребителями, рассеялись. Тем не менее, используя тучи, пикировщики добились 4 попаданий 1000-фн бомбами в полетную палубу “Сёкаку”. Авианосец вышел из боя. Теперь в составе соединения, следовавшего на NW, остался только 1 действующий авианосец — “Дзуйкаку”. Однако в 60 милях западнее находился “Дзуньё”, который пошел на сближение с авианосцами Нагумо.
Уцелевшие американские самолеты были полностью дезорганизованы. Торпедоносцы “Хорнета” не сумели найти “Сёкаку” и в 9.31 атаковали тяжелый крейсер “Судзуя” из состава Авангардного Соединения. Попаданий они не добились. Вторая волна “Хорнета” тоже атаковала Авангардное Соединение вместо авианосцев. В 9.02 тяжелый крейсер “Тикума” был атакован 6 торпедоносцами, но безуспешно. Однако в 9.21 его атаковал еще 21 вражеский самолет. На этот раз 2 бомбы взорвались возле мостика по обоим бортам, перебив большую часть находящихся на мостике. В 9.39 крейсер был поврежден 3 близкими разрывали, которые засыпали его вихрем стальных осколков. Прежде чем атака завершилась, он получил еще 2 попадания, одно из которых пришлось в машинное отделение. Поврежденный крейсер ушел на Трук, потеряв 190 человек убитыми и 154 ранеными. Боевое донесение крейсера “Тонэ” упоминает атаки 51 вражеского самолета с 8.57 по 10.00, в том числе атаку 10 торпедоносцев с 9.51 до 9.55. Боевые донесения остальных кораблей авангардного Соединения тоже упоминают многочисленные атаки самолетов, при этом эсминец “Тэрудзуки” получил небольшие повреждения и потерял несколько человек,
Авианосцы Мобильного Соединения шли на NW до начала вечера. Нагумо в 19.30 перенес флаг на эсминец “Араси”. В 12.30 “Дзуйкаку” с сильным прикрытием отделился от 2 поврежденных авианосцев и повернул обратно на SO. (Нагумо прибыл на “Дзуйкаку” в 15.30 27 октября.) Авианосец шел прежним курсом до заката. Потом “Дзуйкаку” повернул назад через пролив Индиспенсейбл. В 0.55 один из его эсминцев сопровождения — “Тэрудзуки” — едва увернулся от бомб, сброшенных PBY, потеряв 7 человек убитыми.
“Дзуньё” повернул на SO в 11.00, но в 20.00 повернул назад и ночью соединился с “Дзуйкаку”. Около 11.00 Авангардное Соединение тоже повернуло на SO и шло этим курсом до 18.30. Адмирал Абэ, пробежав по квадрату, отошел на N. Именно его 2 эсминца потопили “Хорнет”. Передовое Соединение адмирала Кондо двигалось параллельно ему, но прошло дальше на юг. Его поисковый квадрат оказался в 60 милях южнее “Хорнета”.
Бой закончился. Американский флот потерял тяжелый авианосец и эсминец, были повреждены линкор, тяжелый авианосец, тяжелый крейсер и крейсер ПВО. Но потери “Энтерпрайза” были невелики, и так как самолеты “Хорнета” сели на него, он почти восстановил численность авиагруппы. Тем не менее, американцы проиграли. “Энтерпрайз” отошел, так как остался единственным американским авианосцем, который мог служить промежуточной базой для переброски самолетов на Гуадалканал. Самолеты с тыловых баз могли долететь до острова только заправившись на “Энтерпрайзе”.
Японцы также понесли серьезные потери. Тяжелый авианосец был серьезно поврежден, а легкий — средне; 2 тяжелых крейсера получили сильные повреждения; 2 эсминца была легко повреждены. Ямамото решил отойти на N, так как потерял более 100 самолетов из-за увеличившейся надежности ПВО американских оперативных соединений. Его пилоты были отважны, как и раньше, но не столь умелы, так как лучшие летчики японцев уже погибли. Однако на сей раз он был близок к серьезному успеху. Если бы он продолжал атаки, то мог бы уничтожить “Энтерпрайз” — единственный авианосец американцев. Но на 2 его уцелевших авианосца просто не осталось достаточно самолетов для продолжения боя. Более того, он опасался, что не только “Энтерпрайза”, намерения которого оставались неизвестны, но и самолетов из Эспириту Санто, которые уже выполняли разведывательные и боевые вылеты. Решающим фактором стала увеличившаяся огневая мощь зенитных батарей американских кораблей. Они не просто увеличили количество стволов. Американцы начали использовать собственную модель шведской зенитки “Бофорс” в двух- и четырехствольных установках. Еще раз подтвердилось то, что воздушный патруль не может остановить преисполненных решимости японских пилотов. Так же неэффективен и оказался им круговой ордер ПВО. Однако очень скоро зенитная артиллерия все американских кораблей была резко усилена. Так же значительно было увеличено количество истребителей прикрытия. Поэтому количество сбитых японских самолетов в последующих боях значительно увеличилось.