Nach der amerikanischen Landung bei Kap Torokina auf Bougainville (Operation Shoestring II), gehörte die "Agano" zu einem Flottenverband (Vizeadmiral Ōmori Sentarō), bestehend aus den Schweren Kreuzern "Myōkō" und "Haguro", dem Leichten Kreuzer "Sendai" und zehn Zerstörern, der in der Nacht des 2./3. November 1943 den US-Landekopf in der Kaiserin-Augusta-Bucht angreifen sollte. Der Vorstoß des japanischen Verbandes wurde jedoch in der nachfolgenden Seeschlacht bei der Kaiserin-Augusta-Bucht von einer aus vier Kreuzern und acht Zerstörern bestehenden US-Kampfgruppe (Task Force 39) abgewehrt. Die "Agano" erlitt bei dem Gefecht keine Beschädigungen und verlegte im Anschluss zurück nach Rabaul.