連合軍の動きを知った日本海軍は現地のラバウル第25航空戦隊（陸攻27、艦爆9、戦闘機17の計53機）と第8艦隊（三川軍一中将、増強を受け重巡洋艦5隻、軽巡洋艦2隻、駆逐艦1隻）に反撃を指示した。また、陸海軍協定に則り、陸軍に協力を求め、在ラバウル陸軍第17軍はグアム島の一木支隊、パラオ諸島駐屯の第35旅団（川口支隊）をガダルカナルに投入することとした。アメリカ軍上陸日当日から翌日にかけて行われた25航戦による爆撃は、直前で敵艦上戦闘機及び敵急降下爆撃機の撹乱銃撃を受けてしまい効果が薄かったものの、この地域に米空母部隊が進出しているという貴重な情報を得ることとなる。25航戦は34機喪失の大被害を受け、うち艦爆隊は当初から航続力不足のため不時着覚悟の出撃であり、全機体が失われている。乗員救助のため駆逐艦の緊急派遣などの措置は取られており、収容された乗員から連合軍艦隊の詳細情報を得られた。三川中将率いる第8艦隊は翌8月8日夜半に戦場海域に到達しそこで連合軍艦隊と遭遇し、第一次ソロモン海戦が発生した。重巡4隻を撃沈し同1隻を大破させたが、戦闘艦艇の撃破には成功したものの本来の目的であった輸送艦隊への攻撃は中止された。このためアメリカ軍は重火器を含む大量の物資の揚陸に成功し、これが結果的にガダルカナル島の戦いの戦略的な帰趨に重大な影響を与えることになる。上陸初日からの日本軍による反撃により、テナルのアメリカ軍揚陸地点を危険と判断したフレッチャー中将は揚陸作業を中断して空母群と輸送船団を南方に退避させた。そのため、第1海兵師団も十分な物資を揚陸できず上陸作戦完了後、海兵隊の1日の食事は2食に制限された。また、ガダルカナル島での航空優勢が確立されるまで、同島への物資補給はアメリカ軍も駆逐艦輸送に限定されることとなった。日本はこの手法を「鼠輸送」と称して常用するようになった。18日、同川西岸の日本軍を危険視したヴァンデグリフトは、これを排除すべく第5海兵連隊の3個中隊を投入した。翌19日、同連隊B中隊は海岸沿いに西進してマタニカウ川東岸に向かい、マタニカウ村に向けて援護射撃を行い、L中隊は同川河口上流を渡河して西岸を北上し、マタニカウ村を攻撃した。日本軍は激しく抗戦し、特に日本側の狙撃兵によってアメリカ軍側の指揮官が次々と倒された。L中隊のある小隊では1日で小隊長2名が戦死している。海兵隊も偵察狙撃班を編成して対抗し、I中隊が日本軍の退路を遮断するためククムから西のコクンボナに上陸を敢行。午後には日本軍が戦闘からの離脱と後退を開始した。だが、海兵隊側には追撃を試みるだけの兵力や物資がなく、第5連隊は元の陣地に帰還している。
S-II（第二段）とS-IVB（第三段）の接続部分はS-IIと一体化されているため、切り離しの手順は一度で済まされる。アポロ11号の飛行では、第三段ロケットは発射後11分40秒で燃焼を停止するまで2分半にわたり噴射され、待機軌道に乗った。この時点で発射場からはすでに2,640km離れた地点を飛行しており、高度は188km、速度は秒速7,790m（時速28,000km）であった。第三段はアポロ宇宙船を搭載したまま地球を二周半し、その間に飛行士と地上の管制官たちは、月軌道に投入するための準備をした。待機軌道は通常の衛星に比べると極めて低いもので、そのままでは空気抵抗のために速度が減少し、大気圏再突入してしまう。しかし月飛行の場合は待機軌道には短期間しか滞在しなかったため、それほど問題になることはなかった。S-IVBは再点火する前に推進剤をタンクの底に押しつけるため、燃料の液体水素を排気して微少推力を発生させる。アポロ計画の最後の3回のミッションでは、搭載物重量を増加させるため待機軌道は150kmにまで下げられた。逆に月飛行を目的としないアポロ9号とスカイラブでは、軌道は他の有人飛行なみの十分な高度にまで高められた。アポロ11号では、月軌道投入は発射後2時間44分であった。S-IVBはエンジンをおよそ6分間にわたって噴射し、宇宙船を脱出速度に近い秒速11.2km（時速40,320km）にまで加速した。これにより宇宙船は月の重力圏にとらえられ、燃料の消費は最小限に抑えられた。軌道投入から40分後に司令・機械船はS-IVBから離れ、180度転回して月着陸船とドッキングした。さらにその50分後に、司令・機械船および月着陸船は使用済みの第三段から分離した。S-IVBは、もしそのまま同じ軌道上に残っていれば、宇宙船と衝突するなどの障害が発生する可能性があるため、残った燃料を排出し、補助の推進システムを噴射して軌道から離された。アポロ12号以前のミッションでは、S-IVBは月の重力を利用したスイングバイ軌道に乗るよう制御され、地球の重力圏を脱して太陽を周回する軌道（人工惑星軌道）に乗せられた。13号以降では月面に衝突するようコントロールされ、それ以前のミッションで月面に設置された地震計は、その衝撃をはっきりととらえていた。このデータは、後に月の内部構造を知るための重要な手がかりとなった。アポロ9号は地球周回軌道上で宇宙船の性能を試験する特別なミッションであったため、S-IVBはエンジンを再点火した後、地球周回軌道を離れ、惑星軌道に乗せられた。2002年9月3日、香港出身のアマチュア天文学者Kwong Yu Yeung（楊光宇）は小惑星と思われる物体を発見した。J002E3と仮称されたこの物体は、地球を周回する軌道上に存在していることが判明し、世界中の天文学者を驚かせた。なぜなら通常はこのような軌道を周回する衛星は、地球・月・太陽の摂動によってすぐに軌道外にはじき出されてしまうからである。スペクトル分析の結果、この物体の表面はサターンVの塗料と同じ二酸化チタンで覆われていることが明らかになった。そして軌道変数を計算すると、この小惑星と思われた物体は、アポロ12号の第三段であることが判明した。12号のミッション当時、地上の管制官は宇宙船を切り離した後、S-IVBを惑星軌道に乗せるよう操作したが、ロケットの燃焼時間が長すぎた。そのためスイングバイ軌道で月を通過する距離が離れすぎ、速度が不足したため地球を周回する軌道上に残ってしまったのである。なお1971年当時には、12号のS-IVBは重力の摂動により、31年後には再び地球の重力圏にとらえられると考えられていた。しかしその後J002E3は、2003年6月に地球周回軌道を離れ、太陽を周回する軌道に移行した。