В 2120 японские корабли были замечены американским самолетом, который сбросил бомбы рядом с «Сендай». Омори решил в таких условиях отказаться от контрвысадки и отослал эсминцы-транспорты назад в Рабаул, а сам увеличил скорость до 32 узлов. В 0130 американский самолет сбросил бомбу рядом с «Хагуро», от которой крейсер получил небольшие повреждения, и скорость соединения пришлось уменьшить. Через 10 минут посланный вперед гидросамолет с «Хагуро» донес о “крейсере и 3 эсминцах” в 50 милях от берега. Омори лег на курс сближения, но еще через 20 минут получил донесение о большом количестве разгружающихся транспортов от другого гидросамолета, сбросившего осветительную бомбу над бухтой. Так как уже никаких транспортов в бухте не было, скорее всего он заметил три минзага под эскортом эсминца, которые отходили после постановки минного заграждения к северу от м. Торокина. Основываясь на этом неверном сообщении, Омори снова изменил курс прямо в бухту, сохраняя строй трех колонн. Некоторые его корабли уже имели поисковые радары, но из-за неопытности операторов Омори больше полагался на глаза и бинокли своих наблюдателей.
Соединение Меррилла, отлично осведомленное о передвижениях Омори, заняло позицию поперек входа в бухту. Американский адмирал планировал дать свободу действий командирам обоих дивизионов эсминцев, а самому вести артиллерийский огонь на пределе эффективности действия японских торпед (80-100 каб.). Огонь он собирался открыть в тот момент, когда торпеды его эсминцев дойдут до цели В 0227 на экранах радаров появились отметки. Дистанция до противника была около 18 миль, относительный пеленг - чуть впереди левого траверза. Из боевого информационного центра (БИЦ) флагманского крейсера «Монпелье» доложили адмиралу: “Полагаем, что это то, чего мы хотим”. Лежащие на северном курсе американские крейсера стали ворочать “все вдруг” вправо на 16 румбов. Концевой дивизион коммандера Остина, становившийся после поворота головным, получил приказ начать торпедную атаку, как только заметит цель. Головному дивизиону кэптена Бурка было приказано повернуть влево и на контркурсе выпустить в противника торпеды.
12 дивизия крейсеров: МОНПЕЛЬЕ (фл.), КЛИВЛЕНД, КОЛУМБИЯ. ДЕНВЕР
Японский адмирал около 0245 получил два сообщения о противнике: от крейсера «Сендай» и от гидросамолета, сбросившего САБ над соединением Меррилла. Омори приказал всем колоннам одновременно повернуть вправо, чтобы образовать боевой строй, параллельный новому курсу противника. На повороте левая колонна между 0250 и 0252- выпустила 8 торпед. За 30 секунд до этого Меррилл, который ожидал результата торпедного залпа Бурка (сделан в 0246), на основании доклада БИЦ-о новом курсе противника приказал крейсерам открыть огонь по ближайшему крейсеру «Сендай».