Соединение Меррила было выстроено в несколько колонн. Справа шли авангардные эсминцы Берка: «Чарльз Осборн» (капитан 2 ранга Л.К. Рейнольдс), «Дайсон» (капитан 2 ранга Р.Э. Гано), «Стэнли» (капитан 2 ранга Р.У Кавено), «Клакстон» (капитан 2 ранга Г.Ф. Стаут). В центральной колонне шли крейсера «Монпелье» (флагман), «Кливленд», «Коламбиа», «Денвер». Слева шли арьергардные эсминцы Остина: «Спенс» (капитан 2 ранга Г.Дж. Армстронг), «Тэтчер» (капитан 2 ранга Л.Р. Лэмпмен), «Конверс» (капитан 2 ранга Д.Г.Э. Хамбергер), «Фут» (капитан 2 ранга Олстон Рамсей).
Соединение Омори получило первый удар, когда американский самолет, обнаруживший японцев, попал бомбой в надстройку крейсера «Хагуро». Это произошло в 01.30. Поврежденный взрывом «Хагуро» снизил скорость соединения до 30 узлов. Затем один из его гидросамолетов радировал о появлении эскадры Меррила. Пилот ошибочно сообщил адмиралу Омори, что оно состоит из 1 крейсера и 3 эсминцев. Через несколько минут другой самолет-разведчик передал японскому адмиралу, что в заливе Императрицы Августы разгружается целый транспортный флот. Поэтому Омори повернул свое соединение на юго-восток, готовясь учинить бойню. В действительности обнаруженными «транспортами» были эсминцы-минные заградители «Риз», «Гэмбл» и «Сикард», которые шли вдоль берега в сопровождении эсминца «Реншо».
Ночь была совершенно темной. Несколько кораблей Омори имели радар, однако он больше полагался на бинокль. Но в этом случае американский радар SG оказался лучше японских биноклей.
Крейсера Меррила установили первый радиолокационный контакт с противником в 02.27. Адмирал принял решение занять такую позицию, чтобы блокировать вход в залив Императрицы Августы. После начала боя Меррил намеревался оттеснить японцев к западу, чтобы получить больше пространства для маневра. Это позволило бы ему вести артиллерийский бой на большой дистанции, не подвергая себя опасности торпедной атаки. Однако именно американским эсминцам предстояло открыть бой торпедной атакой. Крейсера не должны были стрелять до тех пор, пока американские торпеды не дойдут до цели.
Все эти планы были давно подготовлены и доведены до командиров соединения. Командир ДЭМ-45 Арли Берк прекрасно их знал, но командир ДЭМ-46 Остин и его командиры не знали всех деталей. Они были новичками в составе Оперативного Соединения 39, поэтому Остин не был досконально знаком с тактикой Меррила.
Как только был установлен радиолокационный контакт с противником, Меррил повернул свое соединение точно на север. После короткого галса головные эсминцы Берка повернули на северо-запад, чтобы провести торпедную атаку, как и планировалось. Меррил приказал крейсерам повернуть «все вдруг» на обратный курс. Эсминцам Остина было приказано покинуть строй и атаковать торпедами южный фланг японцев, как только дистанция позволит это.
Пока крейсера Меррила поворачивали на обратный курс, эсминцы Берка атаковали левую колонну Омори. В 02.46 Берк крикнул по УКВ: «Мои гуппешки поплыли!» Но японцы заметили американские крейсера, и Омори повернул эскадру на юго-запад. Из-за этого неожиданного поворота 25 «гуппешек» проплыли мимо. Стремительная атака Берка завершилась ничем.
Тем временем колонна «Сендая» выпустила торпеды по американским крейсерам. Но Меррил не стал ждать ответного удара. Как только боевой информационный центр сообщил о повороте японцев на юг, он приказал крейсерам открыть огонь. Главной целью стал легкий крейсер «Сендай». Когда он начал поворот вправо, на него обрушился град снарядов. Многочисленные взрывы разворотили корпус крейсера.
Внезапный удар, полученный «Сендаем», привел его колонну в замешательство. В последующей суматохе эсминцы «Самидарэ» и «Сирацую» столкнулись на полном ходу, после чего поспешно начали отходить. В результате «Сигурэ» оказался предоставлен самому себе и повернул на юг, чтобы присоединиться к своим крейсерам. «Мьёко» и «Хагуро» описали широкую дугу, которая привела их прямо в колонну «Агано». Хотя японские осветительные снаряды превратили ночь чуть ли не в день, тяжелые крейсера не сумели заметить корабли Меррила. Они влетели прямо под шквал американских снарядов. Маневрируя в потемках, «Мьёко» врезался в «Хацукадзэ» и отрубил эсминцу часть носа.
Тем временем «Маленькие бобры» Берка, выпустив торпеды, разделились. Сделав это, они вернулись в бой только в 03.19, когда «Осборн» заметил «Сендай» и своими снарядами ускорил гибель крейсера. Затем на экране радара показались столкнувшиеся ранее «Самидарэ» и «Сирацую». Берк на полном ходу погнался за этими противниками.