虽然“海伦娜”号的中雷让美军队形一度混乱，但是转向完成后的美军舰队立即重新组织了战斗队形。此外，虽然“海伦娜”号的沉没给了安斯沃思少将一个警告，但是他没有充分的时间去关注这件事，他首先要考虑抢占积极的阵位，攻击新出现的日军目标。2时07分，率舰队东向航行的安斯沃思少将右转30°取航向142°，7分钟后左转60°，取航向82°。
2时18分，他下令对南西南距离11600码外的日军第2运输队编队首舰“天雾”号(Amagiri)开始齐射。由于发现日本舰队正在右转，3分钟后，他命令 “Turn 3”，航向112°。通过这次机动，他再次取得了日军编队的T字头阵位。全部日舰处于美军全部军舰火力之下，而日舰只有第一艘船可还击。美军枪炮兵看见日舰目标纷纷中弹，燃烧爆炸。
在美军火炮的射击下，“天雾”号迅速被击中4发6英寸炮弹，破坏了前无线电室和电路系统。第2运输队指挥官杉野修一大佐立即下令右转，躲进了烟幕之中，避免了更大的损伤。不过同时，它也丧失了发射鱼雷的机会。编队中的2号舰“初雪”号(Hatsuyuki)处于炮火之中，瞬间被击中3次。虽然没爆炸，但是射击指挥仪和通信设备被打坏，舰桥操舵室也被摧毁，贯穿了1个锅炉和1条主燃料管;鱼雷发射管炸成麻花状，摧毁了3条鱼雷，杀死5人。幸亏全是哑弹，“初雪”号随后左舵，拼命开火还击。后面的“长月”号(Nagatsuki)和“皋月”号(Satsuki)因为看不见美军，自行穿越炮火航行，于2时20分到维拉(Vila)碇泊处，卸下士兵。在卸载中，“长月”号被1发6英寸炮弹击中。14分钟后，“天雾”号和“初雪”号赶来汇合。
2时27分，安斯沃思右转150度，朝西航行，但是找不到目标。在“圣路易斯”号发射照明弹后，檀香山零星地开火。雷达屏幕上只有自己的驱逐舰和“海伦娜”号的舰艏。2时35分，全体水兵听到 “所有火炮退膛”的命令――战斗终于结束。
而在与日军第2运输队的船只交战时，“尼古拉斯”号和“奥邦农”号驱逐舰也及时赶来。按照麦金纳尼的命令，“奥邦农”号在1万码距离上发射5枚鱼雷，但是敌舰刚好转向，没有鱼雷命中。“尼古拉斯”号的雷达屏幕上没有发现目标，因此没有开火。“拉德福特”号则一面向下沉的“新月”号开炮，一面机动躲避一艘后来被证实不存在的军舰，直到落后编队4英里。“杰金斯”号小心地按照安斯沃思的战术命令，但整个夜晚它都没开炮，因为该舰舰长一直在等待发射更多鱼雷的机会。2时58分，他对推测的目标发射鱼雷，没有命中任何目标。
2时30分之后，安斯沃思少将接到了日军全部撤走的报告，他急转弯取292°驶向槽海，7艘船离开“新月”号的残骸(也有可能是“海伦娜”号的船首)。“尼古拉斯”号对这个残骸发射5枚鱼雷，然后向前，雷达扫描韦拉湾(Vella Gulf)，直到3时15分。“拉德福特”号减速到15节，用雷达搜索库拉湾，但是除了海滩上的目标，它的雷达在没有发现任何情况，于是该舰舰长罗姆瑟中校向安斯沃思汇报。安斯沃思认为自己已经完成了任务，而且巡洋舰的炮弹所剩无几，于是发电报给瓜岛航空基地的米歇尔(Mitscher)将军，建议天亮后派飞机攻击海滩上的目标(实际上没有船在那里，但是后来证实这个建议是歪打正着的)。现在安斯沃思转向东南东，退出战场。离开前，他指定麦金纳尼率“尼古拉斯”号和“拉德福特”号断后救援生还者。3时30分，他携胜利开往图拉吉军港。
救援
安斯沃思完成了任务，但是“海伦娜”号的官兵还在地狱中挣扎。该舰的一位轮机军官拿了充气救生服跳入大海。此前，他没有扔掉鞋子，以免登上珊瑚海滩时脚被弄伤，但是油污就象流沙，把他的鞋子弄没了。他无法抓住光滑的皮艇壁，手指也无法将救生服放在充气位置。好不容易他登上一个救生筏，看见许多人围在漂浮的船艏附近，一排齐射炮弹落在他们附近，分辨不出是友军还是敌军开的火。
“海伦娜”的舰长塞西尔在尽力组织救援工作。他组织了由3艘艇组成的分队，让这些人带着防水的闪光灯出去搜寻一下，为万一有救援船过来的时候做好准备。军官喊“Hip, hip hooray!”，带动大家一起喊，期望被友军听到。一些水兵吹起了口哨。3时41分，“拉德福特”号和“尼古拉斯”号停车开始派小艇实施救援，但海面上水兵很分散，天色又很黑，因此效果不好。在多数人获救前，船上交班钟响起时，“尼古拉斯”号的雷达发现西面8英里外有目标高速接近，不久“拉德福特”号又发现南面也有一个目标。麦金纳尼下令停止救援，并向安斯沃思请求援助。2艘驱逐舰蛇行绕过水中幸存者，打信号说：“坚持住，我们会回来的!”
雷达发现的是返回来准备再次发动鱼雷攻击的“凉风”号和“谷风”号。在1时59分时，他们暂时退却，高速航行到安全的水域重新装填鱼雷。他们用轨道手推车将甲板上的备份鱼雷装填进发射管，并简单地用空气压缩机给发射管加压。正常情况下这个操作程序只需20到25分钟，但“凉风”号的机关炮弹药库被击中，鱼雷兵在火场下工作，丧失了冷静和理智。这对于在摇晃的甲板上操作3吨重的鱼雷造成很大麻烦。由于一系列的令人发疯的错误，等到鱼雷军官汇报可以再发射时，整整花了1小时15分钟。因此他们返回时，美军巡洋舰已经撤走。对“海伦娜”号幸存者幸运的是，这两艘日本驱逐舰没看见“尼古拉斯”号或“拉德福特”号。所以他们在雷达上短暂现身后，认为所有敌舰和“新月”号都沉没，满意地撤退。接着“拉德福特”号和“尼古拉斯”号继续返回实施救援，而安斯沃思也终止支援麦金纳尼的行动，继续返航。
尾声
在安斯沃思穿过湾顶痛击日军的时候，日本部分运输队已经将货物和1600名士兵送上了维拉。到美军巡洋舰退出战场为止，日军仅付出1艘驱逐舰的代价。但是“长月”号没有雷达的引导，快速离开维拉以北5英里的班巴里港(Bambari Harbor)时，于2时46分搁浅。“皋月”号企图实施拖带失败，在凌晨4时放弃了它，陪伴受伤的“初雪”号从布满水雷的布莱克特海峡(Blackett Strait)撤退。两舰顺利回到布因基地。
此外，日军第2运输队的旗舰“天雾”号选择了一个有些冒失的方向，它从4时45分离开锚泊地，沿科隆班加拉东岸向北航行。5时15分它听到“新月”号幸存者的呼唤，并看见他们在油污中挣扎，于是停车救援。同时“尼古拉斯”号和“拉德福特”号正在北西北13000码外救援美国水兵。尽管双方都尊重对手，但这不是绅士的战争。2艘美国驱逐舰的雷达在“天雾”号停车前发现了对方。5时18分，他们也被“天雾”号发现。杉野修一大佐下令停止救援行动，朝西北方向以最大速度航行。2分钟之前麦金纳尼就采取了相同的处置，全部武器都对准了目标。5时22分，“尼古拉斯”号在8000码的距离上齐射半数的鱼雷。5时30分，“天雾”号用同样方式还击。他们都很幸运，美国鱼雷从“天雾”号的首尾穿过，日本鱼雷从“拉德福特”号舰尾后方15英尺处穿过。谁也没占到便宜。
5时34分，日军开炮，美军在“尼古拉斯”号发射的照明弹指引下，击中“天雾”号中部(日方资料为5时33分中弹，而且认为是中弹3分钟后发射鱼雷反击，有2枚命中美军巡洋舰。关于鱼雷和开炮的问题存疑，至于鱼雷击中目标那就是子虚乌有了)，炮弹破坏了射控电路和无线电发报室。日本舰长不敢恋战，迅速施放烟雾撤退，被美军误认为重创。
其间，另一支运输队的“三日月”号和“滨风”号一面卸载物资和人员，一面警惕地注视着远处天空炮火和爆炸形成的闪光。他们也经布莱克特海峡撤退。“望月”号花了超过1小时去卸载，因此当它开始撤退时已经5时了(美方资料为6时，以日方资料为准修正)。在甲板上的编队指挥官折田常雄中佐(注：莫里森《二战美国海军作战史》中写明是大佐，实际经日方资料查证为中佐)选择库拉湾靠近科隆班加拉海岸的航线，期望是安全的。但是美军的雷达发现了它，同时天亮也让麦金纳尼的水兵第一次清晰地看见对手。“假如狗娘养的想要战斗，我们就击沉它!”“尼古拉斯”号上的水兵安迪希尔(Andy Hill)嘀咕着。放弃救援之后，大约在6时10分(根据日方资料，“望月”号遭炮击时间推测)，他们在5英里的距离上朝对方开火。在短暂的交火之后，双方都中了不少近矢弹。6时15分，“望月”号发射了1枚鱼雷然后消失在自己施放的烟雾里，修理炮塔和鱼雷管的损伤。美军也一样躲进了烟雾里。
麦金纳尼惊讶于有如此之多的敌人漂浮在库拉湾内，但是他知道假如他停留，也许会遇到空袭。此刻，它的甲板上还有745名“海伦娜”号的生还者。所以6时17分，在留下4条小艇和志愿者继续救援之外，“尼古拉斯”号和“拉德福特”号转向东南，高速驶向图拉吉。
现在只剩“长月”号呆在科隆班加拉海滩，他们船员比“海伦娜”号的生还者更不幸，因为天一亮，美军飞机就会来轰炸。在7时15分之前，科隆班加拉海滩监视哨看见有14艘次救生船离开该舰。10时10分，美军11架SBD俯冲轰炸机和10架TBF鱼雷攻击机在15架战斗机掩护下杀到。丧失机动能力的“长月”号仅能靠高炮和7架零战掩护。它被炸中，同时，4架零战同时做了殉葬品。一个下午，几架B-25将它炸成火海，它的弹药库在水中爆炸。一些船员仍然呆在船上，直到次日早晨才转移到维拉。至此，海战彻底结束。
