Пока происходила дуэль между Мериллом и Омори, 46-й дивизион эсминцев терпел одну неудачу за другой. Один эсминец вышел из строя еще в начале боя. Остальные три корабля маневрировали, чтобы избежать обнаружения под осветительными снарядами противника, а также чтобы не мешать стрельбе своих крейсеров; при этом эсминцы "Спенс" и "Тэтчер" столкнулись. Оба корабля получили тяжелые повреждения, однако дивизион продолжал двигаться на запад на большой скорости, пока не занял положение на дистанции 6000 м справа по носу центральной группы противника. Это была очень выгодная позиция для торпедной атаки японских тяжелых крейсеров. Но в этот момент "Спенс" получил попадание снаряда ниже ватерлинии и временно уменьшил ход. Вслед за этим событием информационный пост по ошибке донес о японских крейсерах "Мёко" и "Хагуро" как о своих собственных. Не раздумывая, командир дивизиона повернул на север к японскому крейсеру "Сэндай", который все еще циркулировал с заклиненным рулем, но вел артиллерийский огонь. Два эсминца 46-го дивизиона выпустили по нему торпеды и, очевидно, попали, но "Сэндай" по-прежнему оставался на плаву и двигался на северо-запад в сопровождении двух поврежденных при столкновении эсминцев.
Начало рассветать, и поэтому Мерилл приказал своим дивизионам эсминцев прекратить преследование кораблей противника и идти в точку рандеву, чтобы лучше организовать оборону против неизбежных атак с воздуха. Оставив три эсминца для оказания помощи торпедированному "Футу", он с остальными кораблями 39-го оперативного соединения направился на юг. В 08.00 над американскими кораблями появилось около 100 бомбардировщиков авианосной авиации под прикрытием истребителей из Рабаула. Благодаря точному зенитному огню и отличному маневрированию американцам удалось сбить 17 атакующих самолетов и избежать попаданий, не считая двух незначительных. Раньше чем самолеты противника появились для повторной атаки, с Соломоновых островов прилетели американские истребители, которые отогнали самолеты противника, сбив еще восемь из них,
Действия американских кораблей в бухте Императрицы Августы не всегда были удачными, особенно в части распределения целей при управлении огнем ночью с помощью радиолокаторов. Однако Мерилл выполнил свою задачу, не допустив противника к берегу. Его ночная победа подтвердила правильность избранной тактики.
Адмирал Кога был недоволен действиями Омори и поэтому отстранил его от командования. После этого он приказал вице-адмиралу Курита следовать от островов Трук на юг с более мощными и лучше организованными силами из крейсеров и эсминцев, чтобы возместить неудачу Омори. Для усиления воздушной обороны островов архипелага Бисмарка он собрал со своих авианосцев и послал туда 173 самолета японского флота.
4 ноября американские самолеты с Соломоновых островов обнаружили соединение вице-адмирала Курита на подходах к Рабаулу и немедленно донесли об этом своему командованию. Силы Курита значительно превосходили крейсерско-миноносное соединение Мерилла, к тому же экипажи американских кораблей были измотаны боями. В этой критической обстановке Хэлси сделал то, против чего 16 месяцев назад флот резко возражал, когда это предложил генерал Макартур: он послал авианосную группу Шермана в район Соломоновых островов, чтобы атаковать японские корабли в Рабауле. Одновременно он приказал авиации в районе Соломоновых островов оказать Шерману посильную помощь.
Результаты этих действий превзошли самые оптимистические ожидания. Утром 5 ноября, когда соединение Шермана находилось в 60 милях к юго-западу от бухты Императрицы Августы, истребители с острова Велья-Лавелья появились над авианосцами и взяли на себя их охрану. Это позволило авианосцам послать против японцев почти 100 самолетов. Над Рабаулом была хорошая погода. Бомбардировщики Шермана прошли через завесу зенитного огня и атаковали корабли Курита, которые два часа назад встали на якорь в бухте Симпсон-Харбор. Ценой потери 10 самолетов американские пикирующие бомбардировщики и торпедоносцы нанесли повреждения двум эсминцам и шести крейсерам, включая тяжелый крейсер "Могами", только что отремонтированный после боя у атолла Мидуэй..