В горячке боя операторы радаров и пилоты истребителей постоянно ошибались. Отправленные на перехват истребители завязали бой с «Zero», пропустив пикировщики и торпедоносцы к кораблям. Четыре звена истребителей отправили далеко в сторону от основных событий, а еще 12 истребителей «Hellcat» продолжали кружить в стороне, так и не получив приказа идти на перехват. Поэтому основную тяжесть удара приняли на себя истребители «Corsair» из VF-17. Истребителям «Hellcat» пришлось садиться, пополнять запасы топлива и только потом продолжать бой. Четыре F6F-3 из VF-33 организовали преследование нескольких «Zero» и «Betty», возвращавшихся в Рабаул. В условиях плохой видимости истребители прикрытия действовали неточно, поэтому защита кораблей от атак противника легла на плечи корабельной зенитной артиллерии. Американские истребители или не слышали передаваемые им приказы, или не понимали, что эти приказы относятся к ним. Как правило, они ориентировались по разрывам в воздухе зенитных снарядов. Самолеты, взлетавшие с палуб авианосцев, тут же вступали в бой. Одним из таких самолетов был «Hellcat» 2-го лейтенанта К.Т. Уоттса из VF-18, который последним поднялся с «Bunker Hill» и убирал шасси в тот момент, когда пикировщики уже начали сбрасывать бомбы. Уоттс заметил одного «Val», снял пулеметы с предохранителя и сбил противника. Лейтенант Рюбен Денофф из VF-19, который взлетел с палубы «Essex», даже не успел убрать шасси прежде чем поймал в прицел еще один «Val». Спустя несколько минут Денофф сел на хвост группе бомбардировщиков «Kate» и сбил второй самолет. В этот момент его левое крыло оказалось прошито шрапнелью 127-мм универсальной пушки, что заставило лейтенанта вернуться на свой авианосец. Когда поврежденный «Hellcat» сел, его пулеметы внезапно открыли огонь. Как выяснилось позднее, обломки, прошившие крыло, замкнули провода системы спуска пулеметов. По данным американцев в этом бою им удалось сбить 90 самолетов в районе эскадры и еще 30 над Рабаулом. В действительности потери японцев составили 17 «Val», 14 «Kate», 2 «Zero», 2 разведчика «Judy» и несколько «Betty» — всего около 50 машин. В то же время, лишь пилоты VF-9 заявили 55 побед, в том числе 41 в районе эскадры. Пилоты VF-18 Сэма Силбера заявили 20 побед, а летавшие на F4U летчики из VF-17 Джона Блекберна — 18,5. «Половинкой» стал бомбардировщик «Kate», сбитый совместно с VF-33. Базировавшиеся на суше VF-33 потеряли своего командира, капитана Джона Келли, которого в последний раз видели, когда он загонял «Betty» под огонь корабельной зенитной артиллерии. Остальные три «Hellcat» потеряли в боях с истребителями «Zero». Всего потери американцев составили 18 палубных самолетов.
Атака на Рабаул в целом оказалась успешной. Удалось потопить и серьезно повредить множество японских кораблей, уменьшив угрозу со стороны японского флота Соломоновым островам. Воздушные силы Японии также понесли ощутимые потери, не сумев при этом причинить заметный урон американской авиации палубного и берегового базирования. Три японские группы в районе Рабаула к 1 ноября 1943 года располагали 173 самолетами. Спустя две недели под Рабаулом у японцев осталось всего 52 машины, в том числе половина из них истребители «Zero».
После налета на Рабаул американские авианосцы повернули к островам Гилберта. 20 ноября 1943 года самолеты приземлились на базе на атолле Тарава. Кроме восьми эскортных авианосцев, которые обеспечивали поддержку десанта морской пехоты, 50-я тактическая группа, состоявшая из трех авианосцев «Essex», «Bunker Hill» и «Independence», также должна была поддерживать десант. Одной из новых эскадрилий, получивших истребители «Hellcat», была VF-1 полковника Бернарда Стрина. Эскадрилья насчитывала 44 «Hellcat», которые двумя равными отрядами базировались на борту эскортных авианосцев «Nassau» (CVE-16) и «Barns» (CVE-20). Самолеты начали вылеты в район Таравы 21 ноября 1943 года. Эскадрилья VF-1 позднее должен был перебазироваться на атолл. Японцы в том районе почти не имели авиации, поскольку все силы в начале месяца были переброшены под Рабаул.