但日本人畢竟也是訓練有素的，他們的反擊同樣無比犀利。8點07分，1發近失彈——日軍記錄為“大和”號發射——引發的進水淹沒了“甘比爾灣”號的前輪機艙，導致原本很慢的航速再度降低至11節。期間，它不斷用唯一的一門127毫米炮發起反擊。8時10分，“榛名”號發現了30公里外的“塔菲二”並向其炮擊，並與“金剛”號一道追擊這支新出現的敵軍艦隊。斯普頓少將命令“塔菲二”全速後撤，很快逃出了日艦的射程。雖然“金剛”號忙於追擊新發現的敵人，但這並不妨礙它宣稱在8時25分左右擊沉了先發現那支編隊中的一艘“企業級”航母。大約同一時間，“大和”號也聲稱擊沉一艘美軍航母。“羽黑”號聲稱在8時42分到52分期間擊沉了另外一艘航母，“中彈後整艘航母都瓦解了”——聽這說法跟真的似的。
甘比爾灣號高炮
此時“範莎灣”號已兩度中彈，所幸並未傷及筋骨。“加里寧灣”號陸續被4發203毫米炮彈命中，雷達和通訊裝置悉數被毀，機庫甲板以下簡直變成了屠宰場，到處都是陣亡水兵的屍體和殘肢斷臂。幸運的是，它的飛行甲板無恙，仍可正常起降飛機。“白平原”號被及發203毫米炮彈命中。“基昆灣”號雖未被直接命中，但也被多發近失彈炸傷。所有護航航母中，只有“聖洛”號洪福齊天，毫髮無損——它很快將為“泰極否來”作出最準確的詮釋。
甘比爾灣號
讓人啼笑皆非的是，美軍護航航母之所以大部分能存活下來，竟得益於它們沒有裝甲的孱弱艦體。由於日軍錯誤將它們誤認為哈爾西手下的快速航母，攻擊中使用的大多是對付防護裝甲的穿甲彈。很多炮彈在擊穿一側船舷後，徑直從另一側飛出去了，只給航母艦身穿出一個大洞。正因為此，除被擊中水線引起大量進水沉沒的“甘比爾灣”號外，美軍其餘幾艘航母雖被打得灰頭土臉，卻一時並無沉沒的危險。“塞繆爾·羅伯茨”號艦長科普蘭少校曾如此形容遍體鱗傷的“甘比爾灣”號，“遠看上去，那艘航母的船體被打得像個過濾器”。
甘比爾灣號
從8時42分開始，美機開始集中力量發起反擊，約30架飛機直撲日軍先導重巡洋艦。8時51分，“鳥海”號右舷中部被一顆航彈擊中，輪機停擺。炸彈顯然來自“基昆灣”號的艦載機。“羽黑”號艦長杉浦大佐看到“鳥海”號向左轉向，逐漸掉隊，再也沒能跟上來。9時前後，“鳥海”號再次被一顆227公斤炸彈命中前部輪機艙，徹底失速在海上停了下來。在第一次中彈大約40分鐘後，9時30分，在薩沃島海戰中風頭出盡的“鳥海”號翻轉沉入大海，倖存者被驅逐艦“藤波”號救起。僅2天之後，“藤波”號被美軍艦載機擊沉於民都洛島外海，後文詳敘。
加里寧灣號艦長托馬斯·威廉森上校和飛行員在一起
來自“基昆灣”號的4架“復仇者”向衝在最前面的“築摩”號發起夾擊。1條魚雷準確命中重巡洋艦左舷艦尾，後甲板艦炮都被炸飛到空中。當沖天的水柱落下之後，“築摩”號艦尾徐徐沉入水中。艦長則滿大佐報告舵機出現故障，“築摩”號向左轉向逐漸掉隊。至此，穿越聖貝納迪諾海峽而來的日軍6艘重巡洋艦隻剩下2艘還在繼續戰鬥。
鳥海號
對美軍艦載機的攻擊，第二艦隊作戰參謀大谷中佐給予了高度評價：“敵機雖然數量不多，但它們的攻擊持續不斷。轟炸機和魚雷機的表現非常勇敢，而且技藝高超，各機之間協調很好。與我們過去經歷過的美國人的大規模空中進攻相比，比如頭一天的錫布延海之戰，這次進攻具有更高的技巧。”大谷顯然並不知道，這些飛機均來自護航航母，屬於不折不扣的二線隊伍。還有一點大谷說的肯定不對，美軍護航航母上沒有俯衝轟炸機，他看到的很可能是掛載炸彈的“野貓”。
甘比爾灣號
儘管驅逐艦、護衛艦和艦載機的英勇奮戰有效延緩了日軍的追擊，但依然無法改變美軍航母屢屢遭到炮擊的悲慘命運。8時45分，多次被命中的“甘比爾灣”號操舵系統失靈，輪機艙被毀，全艦多處起火停在水面上動彈不得。8時50分，艦長沃爾特·菲韋格上校下達了棄艦命令，艦員開始各自跳水逃生。9時07分，燒成一團火炬的“甘比爾灣”號開始傾覆，4分鐘後完全沉入大海。約770人最終獲救，131名水兵陣亡或失蹤。考慮到該艦遭受的攻擊和沉沒速度，這的確算一個了不起的成績。
甘比爾灣號沉沒
戰場亂成了一鍋夾生飯——你中有我，我中有你！到處是美軍驅逐艦釋放的煙霧，到處是受傷軍艦在熊熊燃燒，到處是防空炮火及艦炮打擊帶來的團團硝煙，間或夾雜著電閃雷鳴。從清晨開始的追擊戰一直打到上午9時，日軍艦船已經分散在東西、南北各50公里的廣闊水域。“大和”號向東南航行，同屬第一戰隊的“長門”號緊隨其後，“榛名”號在“大和”號東南約20公里處向東南航行，“金剛”號在“大和”號東南13公里處，航向西南。“羽黑”號和“利根”號在“大和”號西南18公里處向西南追擊，驅逐艦戰隊向西追擊，與重巡洋艦編隊形成了夾擊之勢。受傷的“鈴谷”號還在西北30多公里外向主隊靠攏。
羽黑號
由於部隊過於分散，“大和”號上的慄田無法看清戰場全貌。天空美軍艦載機像蒼蠅一樣嗡嗡作響，讓人根本無法作出準確判斷。為了更好掌握戰況，8時20分，慄田命令“大和”號放飛了一架水上飛機，這架飛機起飛後只發回“美軍航母艦隊正在向東南方向撤退”的報告後就失去了聯絡。第二架水上飛機在8時50分起飛，也僅發回“敵主力位於150度方位”的報告後就不知所蹤。
羽黑號遭遇空襲
到上午9時，慄田認為是到了停止追擊，集結兵力的時候了。但慄田並未立即下達集結令。8時53分，“大和”號收到了木村進少將的報告，第十驅逐艦戰隊正欲對美軍航母編隊發起第二輪魚雷攻擊。慄田打算等本輪攻擊完成後再下達集結命令。
8時56分，“矢矧”號上的木村率隊向西南方向突進。8時59分，在與美軍一艘驅逐艦進行炮戰時，一發炮彈命中“矢矧”號右舷軍官室。木村很快發現，前方出現了一艘美軍“企業級”航母，於是決定立即實施魚雷攻擊。9時04分，當完成準備的“矢矧”號準備發射魚雷時，一架美機突然飛來俯衝掃射，打壞了已裝填好魚雷的一號發射管，一名魚雷軍官負傷。9時05分，另外7具魚雷管成功發射。9時10分到13分，“矢矧”號連續兩次遭到美機的掃射。第一次遭掃射的是通訊指揮室和航海長室，造成艦體前部起火。第二次掃射未取得任何戰果。9時19分，“矢矧”號瞭望哨觀察到一艘美軍航母附近水柱升起，黑煙滾滾，隨後傾斜沉沒。鑑於“甘比爾灣”號已在12分鐘前沉沒，只能說明日軍觀察哨暫時眼花了。
甘比爾灣號
9時15分，“浦風”號、“磯風”號、“雪風”號依次射出了4、8、4條魚雷。9時22分到29分，“浦風”號和“雪風”號報告說，雷擊分別擊沉一艘航母和一艘巡洋艦。木村認為，本輪攻擊擊沉航母2艘、巡洋艦1艘，戰果可謂輝煌至極。第二驅逐艦戰隊並未發起魚雷攻擊，他們與美軍一艘“大型巡洋艦”展開炮戰，並聲稱這艘“大型巡洋艦”中彈起火併爆炸沉沒。
甘比爾灣號
日軍僅存的兩艘重巡洋艦剛開始是各自為戰。9時01分，衝在前方的“利根”號在330度方向、11000米處發現一艘美軍航母，遂在三分鐘內打出去24發炮彈，聲稱獲得命中彈和近失彈各一發。9時05分，艦長黛大佐向330度方向、12000米外的另一艘航母射出魚雷，隨後轉舵邊追邊炮擊。此時，黛大佐看到了右舷70度、2000米外的“羽黑”號。
薩沃島海戰中，反映鳥海號進攻的畫作
8時59分，坐鎮“羽黑”號的第五巡洋艦戰隊司令官橋本中將發現煙霧中依稀出現了3艘美軍航母的影子，方位330度、距離13000米，於是下令“羽黑”號炮擊，並於9時02分射出8條魚雷。9時03分，他又發現了另外一艘美軍航母，隨後確認之前遭炮擊的一艘航母已經沉沒。在擺脫一艘美軍驅逐艦的糾纏之後，“羽黑”號開始快速追擊新發現的敵軍航母。
