В 0205 два 203-мм снаряда с «Куинси» попали в «Тёкай»: один пробил насквозь штурманскую рубку в кормовой части ходового мостика и вывел из строя электропроводку и системы связи; второй попал в основание грот-мачты, пробив лебедку деррик-крана. Спустя 11 минут 203-мм снаряд с «Астории» попал в башню ГК №1 над правым орудием. Он легко пробил 25-мм броню, прошел через башню и вылетел через заднюю стенку, так и не взорвавшись. В данном случае тонкая броня спасла корабль - ее не хватило, чтобы взвести тугой американский взрыватель. Но прицел орудия был поврежден, уничтожены пневмопроводы, электрокабели и мотор. Кроме этого, дульные газы при стрельбе собственных орудий повредили надстройки и выхлопные вентиляторы носового МО правого борта. На крейсере оказалось 34 убитых и 48 раненых. В «Аоба» попал снаряд не установленного калибра: в торпедный аппарат №2 (левый борт). Трубы №1 и №2 вышли из строя, повреждена торпеда типа 93; огонь перекинулся в торпедное отделение и охватил ТА №1 (правый борт). Поскольку из 16 торпед 13 уже были выпущены, серьезных повреждений удалось избежать. Один 203-мм снаряд с «Винсеннс» попал в левое носовое МО крейсера «Кинугаса», но также не взорвался, хотя и нанес некоторые повреждения (1 убит, 1 ранен). В 0156 в этот же крейсер попал 127-мм снаряд с эсминца «Паттерсон», из- за чего затопило кладовую правого борта.
Но японцы стреляли точнее. На всех американских крейсерах начались сильные пожары. На концевом «Астория» вышли из строя носовые башни, катапульта с самолетом, 127-мм батарея, было убито много офицеров и персонала в постах носовой надстройки. На «Куинси», обстреливаемом с двух бортов, снаряды подожгли самолет на катапульте, пробили башню №2, которая взорвалась, устроили кровавое месиво в ходовой рубке. Торпеда попала в КО №4 с левого борта. В 0235 крейсер опрокинулся на левый борт и носом вперед ушел под воду, открыв счет кораблям, которые легли на дно пролива “Железное дно”. Головной «Винсеннс» («Винни Мару», как называл его экипаж) открыл огонь в 0153, когда в 450 метрах от борта встал частокол всплесков от залпа с «Како». Он пролил первую японскую кровь, вторым залпом накрыв «Кинугаса» (1 снаряд попал). Но сразу получил несколько снарядов в середину корпуса. Снова загорелся самолет на катапульте. В 0155 две или три торпеды с крейсера «Тёкай» рванули с левого борта в районе КО №2. Спустя 8,5 минут в КО №1 попала торпеда с «Юбари», которая уничтожила там весь персонал. Японцы, приняв большой боевой флаг на «Винсеннс» за адмиральский, решили добить его как можно быстрее. Но, когда командир уже собирался отдать приказ оставить корабль, огонь внезапно прекратился, японские прожектора погасли. Это Микава в 0220 отдал приказ: “Всем кораблям отойти”. Оставшийся неподвижным и горящим «Винсеннс» затонул через полчаса.
Что же произошло и почему Микава, по сути разгромив противника, не отправился выполнять главную задачу - топить транспорты, над которыми его гидросамолеты исправно сбрасывали САБ’ы? Возможно, когда около 0200 «Тёкай» повернул вправо, он именно это и хотел сделать. Но, видя что ни один корабль за ним не последовал, а наоборот, ставший головным «Аоба» довернул на противника, Микава также вернулся на прежний курс. Транспорты были спасены, а японский флагман именно в эти минуты получил два попадания.
После приказа Микавы японские корабли, уже оказавшиеся к NE от Саво, начали поворачивать влево, на курс отхода в базу. «Тёкай» развил 35 узлов, чтобы снова возглавить колонну. Примерно в это время отряд «Фурутаки» наткнулся на «Ральф Тэлбот», и все три крейсера открыли огонь по освещенному прожектором с «Тенрю» эсминцу с дистанции 22-30 каб. Из семи залпов только один снаряд попал в торпедный аппарат. Концевой «Юбари» успел выпустить на отходе еще несколько залпов и добился четырех попаданий: в штурманскую рубку (вышла из строя также система управления зенитными автоматами), в кают-компанию, торпедный аппарат и кормовое 127-мм орудие. «Тэлбот» выпустил вдогонку четыре торпеды, но без успеха. Возможно, эта ожесточенная перестрелка убедила Микаву, что кораблей у противника здесь гораздо больше, чем он ожидал, и что лучше отойти, пока еще не получены более тяжелые повреждения. Ведь он не знал об уходе авианосцев и считал, что утром поврежденные или сбавившие ход японские корабли будут атакованы с воздуха. К северу от Саво «Тёкай» возглавил правую колонну, а «Юнаги», обстрелявший по пути подвернувшийся «Джервис», занял место в кильватер «Юбари». Оба японских отряда стали 30-узловой скоростью отходить на NW. Утром Микава и экипажи японских кораблей с тревогой посматривали в небо, ожидая неотвратимых воздушных атак. Но самолетов не было. Около 10 часов перед входом в пролив между островами Бугенвиль и Шуазель Микава приказал 6-й эскадре отделиться и .следовать самостоятельно в Кавьенг, обойдя о. Новая Ирландия с востока. Сам повел остальные корабли в Рабаул, куда прибыл в 0739 10 августа, войдя в гавань под крики “Банзай” всего гарнизона. «Тёкай» за несколько дней отремонтировали с помощью местной 8-й базы подводных лодок и других технических служб, но в башне №1 могло действовать только левое орудие. 19 августа над крейсером снова был поднят флаг командующего 8-м Флотом.