ブーゲンビル島の戦いを支援するため第二艦隊（栗田健男中将）の指揮する遊撃部隊（重巡愛宕・高雄・摩耶・鈴谷・最上・筑摩、軽巡能代、駆逐艦藤波・早波・玉波）が11月5日にラバウルへ進出したが、直後に米機動部隊（サラトガ、プリンストン）による大規模な空襲を受けた。最上は爆弾1発を1-2番砲塔間の上甲板右舷に被弾し、戦死19名、負傷者37名（または41名）を出した。前部右舷水線付近に破孔が生じたため高速を出すことができず、昼間は12ノット、夜間は10ノットでトラックへと向かった。8日に鈴谷、駆逐艦島風・玉波と共にトラック泊地に戻り、明石の支援で修理を行った。12月16日、駆逐艦霞・玉波と共にトラック泊地を出発。最上と玉波は21日に呉に到着し、最上は22日から呉工廠で修復に入った。1944年（昭和19年）1月１日、第七戦隊から外れた。