日本东南前线海军增援部队指挥官杉野修一海军大佐于1943年7月5日夜在库拉湾海战中与旗舰“新月”号驱逐舰同归于尽后，其指挥部又将“川内”号轻巡洋舰编入这支部队，继续为中所罗门群岛的日军实施增援。
7月9日17时，上述增援部队从布干维尔岛的布港出发，将1200名陆军官兵和85吨作战物资送至科隆班加腊岛东南部的韦拉港，并炮击了新乔治亚岛西北部博利角的美军阵地，次日7时安全返回基地。
由于蒙达前线告急，日军不得不将科隆班加腊岛的部分兵力调往新乔治亚岛，因而又需将步兵第45联队第2大队和一个炮兵中队急速送上科隆班加腊岛。于是，日海军东南前线指挥部又以第2驱逐舰战队为主组成新的增援部队，下辖输送队和警戒队。输送队由“皋月”号、“水无月”号、“夕风”号、“松风”号4艘驱逐舰组成，警戒队由“神通”号轻巡洋舰和“清波”号、“雪风”号、“滨风”号、“夕暮”号、“三日月”号5艘驱逐舰组成。7月12日，警戒队于3时30分从腊包尔，输送队于18时40分从布因出海南下。
美军得此情报后，命令安斯沃思海军少将率第18特混编队前去截击。该编队下辖第9巡洋舰分队、第12驱逐舰大队和第21驱逐舰大队，于7月12日15时从图拉吉港出海，沿圣伊萨贝尔岛西海岸北上，以防被日军侦察机发现。当日22时许，第18特混编队按第21大队、第9分队和第12大队的顺序，成单纵队，斜穿新乔治亚海峡，驶向维苏维苏角。
22时44分，一架日军水上侦察机发现在维苏维苏角方位40度、距离10海里处有多艘美舰，其航向290度。日军第2驱逐舰战队司令官即率警戒队向该目标方向急驰。
在此稍前，一架美军“卡塔利娜”式夜间侦察机报告，在西北26海里处，有日巡洋舰1艘及驱逐舰5艘，以128度航向、30节航速前进。这正是日军的警戒队。美第18特混编队遂以28节航速向西北急进。十几分钟后，安斯沃思旗舰“檀香山”号的雷达发现了目标；接着，前导舰“尼古拉斯”号也看到了日舰。麦金纳尼奉命率第21大队立即以最高航速接敌，试图抢先实施鱼雷攻击。
数分钟后，安斯沃思率第9巡洋舰分队右转30度，将敌舰置于左舷，准备进行炮击.又过8分钟，他命令第21驱逐舰大队发射鱼雷。安斯沃思自恃美舰装有雷达，可以先发制人，奇袭敌人。
日舰虽无雷达，但安装一种可以接收雷达脉冲的设备，依此便可绘算出美舰的接敌运动。此时，日军也已做好了应战准备，企图在对方发扬舰炮威力之前隐蔽地实施鱼雷攻击。当美第21大队的驱逐舰发射鱼雷时，日旗舰“神通”号离“尼古拉斯”号不到9000米，用肉眼已能看到目标。“神通”号巡洋舰立即打开探照灯，并同时以舰炮和鱼雷进行还击。
可是，“神通”号的探照灯却成了美舰的最佳瞄准点，安斯沃思不失时机地指挥“檀香山”号等3艘巡洋舰以猛烈的炮火对其集中射击。转瞬间，美舰发射了230发152毫米炮弹，使“神通”号中弹10余发，舵机被毁，不能行动。与此同时，美驱逐舰发射的1条鱼雷击中该舰后机舱，引起爆炸。
不久，“神通”号第2个烟囱下面的队舰壳又被另1条鱼雷击穿，使该舰炸成两段。日第2驱逐舰战队司令官、舰长和482名舰员随之葬身海底。
在交战中，“神通”号及其他日舰也以舰炮和鱼雷进行还击。美巡洋舰“林德”号除无线电天线被炮弹炸断外，还被一条鱼雷击中，死28人，失去了战斗力。日驱逐发射鱼雷，并进行了短暂炮击之后，迅速撤离战场。
这时，一架“卡塔利娜”式水上侦察机发现有4艘日驱逐舰高速向北行驶。安斯沃思以为这是敌舰开始窜逃，命令第21大队立即追击。“雷德福”号和“勤金斯”号去为“林德”号担任警戒，麦金纳尼遂率其余3艘驱逐舰向西北追击。追击一程没有发现目标，麦金纳尼以为主队已经返航，便转向东进，去追赶主队。可是，安斯沃思并未东航，而是率领其余舰只转向西北航进，以便聚歼残敌，扩大战果。
暂时撤离战场的日驱逐舰“三日月”号、“雪风”号、“滨风”号和“清波”号，在暴雨的掩护下，以最快速度重新装填了鱼雷，又匆匆赶回战场。当这几艘日舰驶至离“檀香山”号2万余米距离时，已被美巡洋舰的雷达发现。但安斯沃思无法分辨是日舰还是执行追击任务的己方驱逐舰，遂用报话机一遍又一遍地呼叫麦金纳尼率领的每艘驱逐舰，用了7分钟一直不见回答。这时，又令两艘巡洋舰向目标上空发射照明弹。照明弹刚一照亮，就见那几艘军舰正在转向，准备后撤。显然是敌舰来袭，安斯沃思随即率队右转60度，下令“开炮”！
美军根本不知道，这几艘日舰是发射完鱼雷之后开始后撤的。安斯沃思旗舰刚刚发完“开炮”信号，各舰还未来得及发射，就发现了鱼雷航迹。“檀香山”号被1条鱼雷击中舰首，另1条击中舰尾水线处。在“檀香山”号后面跟进的“圣路易斯”号巡洋舰，也被1条鱼雷击中舰首。“格温”号驱逐舰机舱中雷爆炸，引起大火。美驱逐舰虽曾发射鱼雷进行反击，但因日舰已经离远，无一命中。
“格温”号伤势严重，抢修无效，逐渐下沉。“腊尔夫·塔波特”号驱逐舰收容了该舰的大部舰员后，将其击沉，损失官兵61人。“檀香山”号和“圣路易斯”号经过损管处理后，皆可自航，并可开到15节航速，安斯沃思则率这几艘军舰返航。为了防止遭到日机袭击，他发报请求瓜达尔卡纳尔岛航空队于天亮后派出战斗机予以掩护。不出所料。天亮时，日军派出18架攻击机主20架战斗机的掩护下前来攻击，遭到美机拦截后退去。安斯沃思率队于13日下午回到图拉吉港。
乘日警戒队与美舰战斗正酣时，日输送队驶入科隆班加腊岛的亚利埃尔锚地，遣送陆军官兵1200名，卸下弹药20余吨。日输送队返航时，曾派2艘驱逐舰驶往交战海域去搜寻“神通”号，但无所得，随即返航。13日，日警戒队于5时45分，输送队于11时40分回到布因。
这次海战，日军虽损失1艘轻巡洋舰，但却完成了增援任务。美军截击未成，反而遭到较大损失——1艘驱逐舰被击沉，8艘巡洋舰被击伤。其中的“檀香山”号和“圣路易斯”号几个月不能使用，“林德”号直到战争结束也未能重返战场。
上述的战斗经过表明，日军重新装填鱼雷实施二次攻击，是此战取胜的最重要原因。日军虽然不是首次采用这种打法，但美军对此一无所知，毫未防备，因而吃了大亏。美军此次受挫所暴露出来的问题是多方面的，诸如：过分信赖雷达，对日舰没有雷达也能比较及时地测知美舰的能力估计不足；过于相信其巡洋舰上152毫米火炮的威力，而未能充分发挥鱼雷武器的作用；有些军舰原属几个不同的大队，出海前临时编到一起，互不了解难以协同等等。但是，这一败绩为美舰艇部队改进此后的夜战战术提供了重要借鉴。
日增援部队虽然取得了这次胜利，但整个战局对它不利，小胜无补于大局。
况且，从战略角度看，这种成功难说不适得其反。日军本来就不应继续投入兵力去守中所罗门群岛，也是根本守不住的。增援得手，岂不会鼓励日军更多地输送兵员和物资！成功的增援，反而会给接踵而来的、无法避免的撤退造成更大的困难。战争的实践已经充分证明，日军在为争夺中所罗门群岛而进行的增援和撤退作战中所损失的大量飞机、舰艇和兵员，无法得到补充。这是促成日军在下一阶段作战中继续惨遭失败的极重要因素。