10月26日、味方偵察機が日本艦隊を発見し、やがて互いの攻撃隊が飛び交って南太平洋海戦が始まった。第61任務部隊の攻撃隊は南雲機動部隊本隊の空母翔鶴と瑞鳳、機動部隊前衛の重巡洋艦筑摩に損害を与えた。一方で、第一航空戦隊（翔鶴、瑞鶴、瑞鳳）攻撃隊と、第二航空戦隊（隼鷹）攻撃隊も第61任務部隊に襲いかかった。魚雷と爆弾の命中を受けてホーネットは航行不能になった。マレー少将は旗艦をペンサコーラに変更し、ノーザンプトンにホーネットの曳航を命じた。しかし、最終的にはホーネットは放棄され、駆逐艦とによる撃沈処分となった。ところが処分完了前に、追撃してきた前進部隊（指揮官近藤信竹第二艦隊司令長官）に鹵獲される。ホーネットは曳航不能だったので、駆逐艦秋雲と巻雲の魚雷によって処分された。ペンサコーラはホーネットの乗組員188名を救助し、10月30日にヌメアに到着した。