Pertempuran Tassafaronga
mulai bersiap-siap mendorong drum-drum muatan ke laut. Naganami, Kawakaze, dan Suzukaze berlayar menuju titik penurunan barang di dekat Karang Doma, sementara Makinami, Kagero, Oyashio, dan Kurashio bergerak menuju Tassafaronga yang berdekatan. Pada pukul 23.12, Takanami secara visual dapat melihat kapal-kapal Wright, dan segera dikonfirmasi oleh petugas jaga di atas kapal-kapal Jepang lainnya. Pukul 23.16, persiapan bongkar muatan dihentikan. Tanaka mengeluarkan perintah, "Semua kapal serang."
Pukul 23.14, operator radar Fletcher mendapat kontak radar yang pasti dengan Takanami berikut empat kapal perusak terdepan pembawa drum-drum perbekalan. Pukul 23.15, ketika sudah berada dalam jarak 7.000 yards (6.400 m), Letkol Laut William M. Cole, komandan gugus kapal perusak sekaligus nakhoda Fletcher, meradio Wright untuk meminta izin menembakkan torpedo. Cole menunggu selama dua menit sebelum Wright menjawab, "Jarak sasaran
[kapal-kapal Tanaka pada radar] terlalu jauh saat ini." Cole menambahi bahwa sasaran sudah tampak jelas. Dua menit berlalu sebelum Wright memberi izin untuk mulai menembak. Sementara Cole dan Wright saling meradio, kapal-kapal Jepang yang seharusnya dijadikan sasaran kapal perusak Amerika Serikat telah melarikan diri hingga berada di luar jarak tembak optimal. Torpedo-torpedo Amerika harus mengejar hingga
hampir mencapai batas jarak jangkauan mereka. Pada pukul 23.20, Fletcher, Perkins, dan Drayton secara bersama-sama telah menembakkan 20 buah torpedo Mark 15 ke arah kapal-kapal Tanaka. Maury tidak mendapat kontak radar dengan kapal-kapal Jepang karena tidak dipasangi radar SG, dan tidak ikut menembak.
Pada saat yang bersamaan, Wright memerintahkan kapal-kapalnya untuk mulai menembak. Minneapolis mematuhi dengan melepaskan tembakan meriam pertama pada pukul 23.21, dan segera diikuti kapal-kapal penjelajah Amerika lainnya. Sesuai pengarahan yang diterima sebelumnya, empat kapal perusak Cole menembakkan peluru suar untuk menerangi sasaran. Setelah itu, mereka menambah kecepatan untuk meninggalkan tempat dan memberi kesempatan beraksi bagi kapal-kapal penjelajah.
Takanami berada paling dekat dengan formasi kolom kapal-kapal Wright, dan dijadikan sasaran sebagian besar tembakan awal kapal-kapal Amerika Serikat. Takanami balas menembak, dan meluncurkan kedelapan torpedo yang dibawanya hingga habis, tetapi segera menjadi korban tembakan meriam Amerika. Hanya dalam empat menit, Takanami terbakar dan lumpuh. Setelah Takanami hancur, sisa kapal-kapal Tanaka
yang hampir-hampir tidak terdeteksi kapal-kapal Amerika Serikat, menambah kecepatan, dan bersiap-siap membalas serangan Amerika. Semua torpedo yang ditembakkan kapal-kapal Amerika ternyata meleset. Sejarawan Russell S. Crenshaw, Jr. mendalilkan bila sejumlah dua puluh empat torpedo ditembakkan oleh kapal-kapal perusak Angkatan Laut Amerika Serikat selama pertempuran tidak cacat secara fatal, hasil pertempuran mungkin akan berbeda.
Kapal komando Tanaka, Naganami mengubah haluan ke arah, melepaskan tembakan, dan mulai membuat tabir asap. Dua kapal yang berada di belakang, Kawakaze dan Suzukaze, mengubah haluan ke arah. Pukul 23.23, Suzukaze menembakkan delapan torpedo ke arah kilatan tembakan kapal-kapal penjelajah Wright, diikuti oleh Naganami dan Kawakaze. Masing-masing menembakkan seluruh muatan torpedo mereka yang hanya delapan buah, berturut-turut pada pukul 23.32 dan 23.33.
Sementara itu, empat kapal perusak paling depan dalam formasi kolom armada Jepang mempertahankan arah pelayaran mereka menuju pantai Guadalkanal. Kapal-kapal penjelajah Amerika Serikat dibiarkan melaju terus dari arah yang berlawanan. Setelah izin didapat dari Takanami pada pukul 23.28, Kuroshio menembakkan empat torpedo dan Oyashio menembakkan delapan torpedo ke arah kapal-kapal Wright sebelum
berbalik arah, dan menambah kecepatan. Kapal-kapal penjelajah Wright mempertahankan kecepatan pada arah yang sama, disambut oleh 44 buah torpedo Jepang yang terus melaju ke arah mereka.
Pukul 23.27, ketika Minneapolis melepaskan tembakan salvo ke-9 dan Wright sedang bersiap menyampaikan perintah mengubah haluan untuk semua kapal-kapalnya, dua torpedo dari Suzukaze atau Takanami menerjang bagian depan kapal Minneapolis. Satu hulu ledak torpedo meledakkan tangki-tangki penyimpan bahan bakar pesawat di depan kubah meriam satu, dan satu hulu ledak lainnya menghancurkan tiga dari empat kamar perapian.
Haluan di depan kubah meriam satu terlipat ke bawah hingga membentuk sudut 70°. Kapal mati mesin dan kehilangan kendali kemudi. Tiga puluh tujuh awak kapal tewas.
Kurang dari semenit kemudian, sebuah torpedo menghantam New Orleans di sebelah kubah meriam satu. Gudang senjata depan dan ruang penyimpanan bahan bakar pesawat meledak. Ledakan memotong keseluruhan haluan mulai dari sebelah depan kubah meriam dua. Haluan terputar ke, merusak lambung kapal yang bagaikan direnggut lepas oleh daya gerak kapal, dan langsung tenggelam di dekat lambung buritan.
Semua awak di kubah meriam satu dan dua tewas. New Orleans terpaksa berbalik arah ke dalam keadaan kehilangan kemudi serta komunikasi. Total 183awak kapal tewas. Herbert Brown, pelaut di ruang pengumpulan data kapal, menggambarkan situasi setelah kapalnya terkena torpedo,
Aku harus melihatnya. Aku berjalan di sini kubah meriam dua yang sekarang sudah bungkam, dan langkahku dihentikan oleh tali di samping kubah meriam. Puji Tuhan tali itu ada, bila tidak, satu langkah lagi, dan aku pasti sudah tercebur dengan kepala lebih dulu, ke dalam laut gelap, tiga puluh kaki di bawahku. Haluan kapal "hilang". Bagian haluan
sepanjang 38 meter berikut kubah meriam utama nomor satu dan tiga meriam kaliber 8 inci hilang. Bagian kapal seberat 800 ton tenggelam ke laut. Ya Tuhan, semua rekan-rekan yang mengikuti kamp pendidikan dasar militer bersamaku, semua hilang.
Pensacola ikut mundur dari formasi kapal-kapal penjelajah, dan dikemudikan melewati sisi Minneapolis dan New Orleans sambil memeriksa keadaan kedua kapal yang terkena tembakan dan melambat. Setelah melewati keduanya, Pensacola kembali ke arah haluan semula. Pada pukul 23:39, Pensacola dihantam torpedo sejajar dengan tiang agung. Ledakan menyebarkan minyak menyala ke seluruh interior dan
sepanjang geladak utama kapal, menewaskan 125 awak kapal. Tembakan torpedo juga merenggut poros penggerak propeler lambung, dan membuat kapal miring 13 derajat serta kehilangan mesin, komunikasi, dan kemudi.
Nakhoda Honolulu yang kapalnya berada di belakang Pensacola, memilih untuk melewati sisi Minneapolis dan New Orleans. Honolulu menambah kecepatan hingga 30 knots (35mph; 56 km/h) sambil melakukan manuver secara radikal, dan berhasil keluar dari wilayah pertempuran tanpa kerusakan sedikit pun. Tembakan terus dilepaskan meriam-meriam utama Honolulu ke arah kapal-kapal perusak Jepang yang sedang menghilang dengan cepat.
Kapal penjelajah Northampton yang berada paling belakang dalam formasi armada Amerika Serikat, mengikuti Honolulu melewati sisi lambung kapal-kapal penjelajah Amerika Serikat yang rusak. Lain halnya dengan Honolulu, Northampton tidak menambah kecepatan atau melakukan manuver radikal. Pada pukul 23.48, setelah haluan dikembalikan ke arah semula, Northampton dihantam dua buah torpedo dari
Kawakaze. Satu torpedo tembus pada 10 feet (3 m) di bawah garis air sebelah kamar mesin belakang. Empat menit kemudian, torpedo kedua tepat kena di 40 feet (12 m) lebih ke buritan. Kamar mesin banjir, dan tiga dari empat poros penggerak berhenti berputar. Kapal miring 10° ke lambung dan terbakar. Lima puluh awak kapal tewas.