Pod koniec października 1942 roku, podczas walk o Guadalcanal, „Jun'yō” wziął udział w bitwie koło wysp Santa Cruz. W tym czasie jego grupa lotnicza składała się z 18 A6M, 18 D3A i 9 B5N. Samoloty lotniskowca zadały lekkie uszkodzenia lotniskowcowi USS „Hornet”, pancernikowi „South Dakota” i lekkiemu krążownikowi „San Juan”. Jednakże trafienie torpedy jednego z B5N zmusiło Amerykanów do porzucenia próby naprawy lotniskowca „Hornet”. W międzyczasie pozostałe samoloty „Hiyō” odleciały 23 października do Rabaulu, skąd zapewniały wsparcie powietrzne dla wojsk japońskich na Guadalcanalu. Część grupy powietrznej została przeniesiona do Buin na Nowej Gwinei 1 listopada i wzięła udział w bitwie morskiej pod Guadalcanalem w połowie tego miesiąca. Samoloty, które pozostały w Rabaulu odleciały do Truk 11 listopada, a ocalałe samoloty z Buin ewakuowano do Japonii 14 grudnia.