所罗门海
1942年7月调任新成立的第八艦隊（担负外南洋作战任务）司令長官，1942年8月美军在所罗门群岛的瓜达尔卡纳尔岛登陆，三川亲自率领第八舰队出击，由旗舰重巡洋舰“鸟海”带领第六战队（五藤存知少将指挥）的“青叶”“古鹰”“加古”“衣笠”四艘重巡洋舰以及轻巡洋舰“天龙”“夕张”，在1942年8月8日半夜的第一次索羅門群島海戰获得勝利，在90分钟内接连将盟军的四艘重巡洋舰击沉，并重创重巡洋舰一艘。雖然在第一次所罗门海战中率領第八艦隊攻擊盟軍巡洋艦隊并獲得優秀戰果，但是因为担忧美军航空母舰空袭，为能天亮前撤出空袭范围而下令撤退，在戰場上放過了登陆運輸艦队，使得1萬9千名盟軍部隊登陸成功，並佔領圖拉吉島，因此在战后遭到批评，联合舰队司令长官山本五十六大将虽然给予了嘉奖，但对三川没有乘胜扩大战果打击美军运输船队却不满意。使其作為一名艦隊指揮官的評價一直沒有明確定論。在瓜达尔卡纳尔岛战役期间三川军一指挥的第8舰队之水雷战队驱逐舰经常于晚间前往瓜达尔卡纳尔岛支援并于天明前返航，从而最大限度地减少了受到瓜达尔卡纳尔岛上亨德森机场的美军飞机空中攻击的危险。1942年11月12日至15日第三次所罗门海战期间，于13日夜间三川指挥4艘重巡洋舰“鸟海”“衣笠”“摩耶”“铃谷”和2艘轻巡洋舰以及驱逐舰组成炮击编队成功炮轰了亨德森机场。