實際上，當時雙方能夠投入到戰場上的戰術轟炸機的數量是相當的，而美軍部署在二線機場上地那些戰術轟炸機，以及b-17之類的重型轟炸機的作用並不是很大。而雙方的目的都是一樣。用戰術飛機奪取制空權，擊潰對方的轟炸機群，殲滅對方的艦隊，完成晚上沒有完成的作戰行動。
六點四十五分，天剛亮不久，雙方的第一批戰鬥機就在夜間爆發海戰的上空遭遇了。唐帝國第一批出動的兩個中隊的「隼」在十分鐘內先後到達，而美軍出動的三個中隊的749也在十五分鐘之內陸續到達。這下是仇人相見，分外眼紅。戰鬥立即打響。雙方的戰鬥機可管不了那麼濃密的雲層，只要撞上了，那就要分個高下出來。而在此之前，雙方的戰鬥機已經在索羅門群島上空鏖戰了數個月，對那些飛行員來說，這實際上只是之前戰鬥的延續而已，他們並沒有把這次作戰任務放在心上，反正也要先解決掉對方地戰鬥機吧。
空戰還在繼續的時候，唐帝國的偵察機發現了還在向瓜島前進的美軍運輸船隊。這下顏國忠可急得跳了起來，他原本以為美軍運輸船隊在遭到攔截之後已經南下逃跑了。怎麼也沒有想到。麥克阿瑟還會讓運輸船隊繼續北上。三個中隊地轟炸機立即從瓜島與布干維爾島上的機場起飛，而為其護航的兩個中隊的戰鬥機也已經離開了拉包爾，正在全速趕來。
美軍的偵察機晚了五分鐘發現正在逃逸的第三特混艦隊的那四艘戰列艦。訊息很快就發回了馬基拉島的美軍航空作戰中心。兩個中隊的sbd，兩個中隊的tbd立即起飛，另外從倫內爾島上還起飛了一箇中隊地sbd，以及兩個中隊的f4u。接著，美軍指揮官准備把剩升秒的轟炸機全都派出去，可就在這個時候，他收到了第31特混艦隊發出的電報（這份電報實際上不是發給馬基拉島航空作戰中心的），美軍指揮官立即改變了目標，把馬基拉島上的兩個中隊的sbd，一箇中隊的tbd。以及最後一箇中隊的f4u全都派去轟炸第一特混艦隊去了。
到八點的時候，唐帝國的偵察機找到了正在返航的美軍第32特混艦隊，發現了那四艘戰列艦。雖然此時顏國忠已經把大部分的轟炸機派去對付美軍的運輸船隊了，但是他仍然命令拉包爾的轟炸機立即起飛，先到瓜島補充燃料，然後去轟炸美軍第32特混艦隊。參加早上第一輪空戰的那些戰鬥機也正在返航，而這些戰鬥機就將承擔起護航任務。
倫內爾島上的最後兩個sbd中隊在九點左右起飛，他們的任務是去轟炸正在逃跑的西南聯合艦隊，如果還有能力的話。就前往攻擊第三特混艦隊。
至此，雙方把所有的岸基航空兵都派了出去。在這片面積不到兩萬平方公里的海域上空，交戰雙方派出了700多架戰機，幾乎被戰機給塞滿了。戰場上的情況也複雜到了極點，雙方的很多轟炸機都在半路上遭到了莫名其妙的攔截，還有更多的轟炸機因此而與編隊失散，沒有能夠找到打擊的目標。很多飛行員都感到自己在執行莫名其妙的任務。而以當時雙方的指揮能力來看，要同時指揮三百多架戰機作戰，這幾乎是不可能的事情，因此混亂也就再所難免了。當然，混亂的局面並沒有改變戰鬥的殘酷性，也沒有降低戰鬥的激烈程度。
第三特混艦隊是在八點五十分左右遭到轟炸的。美軍轟炸機首先攻擊了受傷最為嚴重的「成都」好戰列艦，隨後攻擊了「昆明」號，而那些沒有走散的護航戰鬥機則纏住了另外兩艘戰列艦上還能夠使用的高射炮。十五分鐘之內，「成都」號捱了四枚炸彈，三條魚雷，「昆明」號也捱了兩枚炸彈。雖然艦隊的防空火炮以及趕來的防空戰鬥機擊落了二十多架美軍轟炸機，但是「成都」號幾乎已經沒救了，而「昆明」號的速度降低到了8節，已經跟不上艦隊的返航速度了。
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九點四十五分，第三特混艦隊再次遭到轟炸。這次美軍轟炸機首先集中打擊了「廣州」號，「昆明」號因此逃過一劫。」廣州」號被五枚炸彈擊中，戰艦的速度迅速降低到了8節以下，整個艦隊的返航速度也被拖了下來。美軍轟炸機走了不到半個小時，「廣州」號發生猛烈的爆炸，這艘戰艦也完蛋了。
唐帝國轟炸機重點打擊的是美軍運輸船隊，從七點半開始，到十點半，美軍運輸船隊遭到了三次轟炸，至少二十多艘運輸船隻被炸沉（運輸船遠沒有戰艦堅固），剩餘的幾艘運輸船在十點半的時候放棄了北上，迅速逃跑了。也正因為如此，唐帝國的轟炸機在對第32特混艦隊的打擊中並沒有什麼出色的表現。當時負責轟炸第32特混艦隊的那個中隊的「射水鳥」只將兩枚炸彈扔在了「南達科他」號上，自己卻損失了八架轟炸機。
轟炸西南特混艦隊的美軍轟炸機也沒有收到多少戰果，只是將兩艘巡洋艦炸傷，而美軍轟炸機還損失了十多架。
混戰到十一點左右才結束，而顏國忠在此期間要求艦隊派遣轟炸機去對付第32特混艦隊也正是他沒有更多的力量來對付逃跑的第32特混艦隊了。到這個時候，雙方的戰艦基本上都進入了自己戰鬥機的絕對保護海域，而且超過了對方轟炸機的打擊半徑。因此，雙方的轟炸機也都停了下來，四個多小時的激戰中，交戰雙方各損失了百架左右的戰機，而結果就是，都沒有能夠徹底的殲滅對手！