Ngày 7 tháng 8 năm 1942, "Atago" được bố trí về phía Nam đến Truk, nơi nó thực hiện nhiều hoạt động trong Chiến dịch Guadalcanal cho đến tận tháng 12. "Atago" đã tham gia Trận chiến Đông Solomons vào ngày 24 tháng 8 năm 1942, vào ngày 25 tháng 8, máy bay từ tàu sân bay Mỹ "Wasp" đã bắn rơi hai thủy phi cơ Aichi E13A cất cánh từ "Atago" trong một phi vụ trinh sát, làm tất cả bốn thành viên đội bay đều thiệt mạng. Nó còn tham gia Trận chiến quần đảo Santa Cruz từ ngày 26 đến ngày 27 tháng 10 năm 1942.