Trận chiến quần đảo Santa Cruz
Tham chiến > Chiếc Hornet bị đánh chìm

Vào lúc 13:00 nhóm chính và nhóm tiên phong của hạm đội Nhật Bản đã hoàn toàn nhập lại thành một nhóm và tiến hết tốc lực về phía vị trí cuối cùng hạm đội Hoa Kỳ đã được báo cáo để có thể sử dụng các khẩu pháo trên các tàu chiến. Hai chiếc Zuihō và Shōkaku rút ra khỏi vùng chiến sự với Nagumo Chuichi vẫn ở trên bong để chỉ huy việc sửa chữa và để cho chuẩn đô đốc Kakuta Kakuji lên thay quyền chỉ huy hai chiếc Zuikaku và Junyō. Vào 13:06 chiếc Junyō cho cất cánh phi đội xuất kích thứ hai của mình gồm 7 chiếc TBF Avenger và 8 chiếc A6M Zero, chiếc Zuikaku thì cho xuất kích phi đội thứ ba của mình gồm 2 chiếc SBD Dauntless và 5 chiếc A6M Zero. Vào 15:35 chiếc Junyō cho xuất kích phi đội cuối cùng của Nhật Bản trong trận chiến này gồm 4 chiếc SBD Dauntless và 6 chiếc A6M Zero.
Sau hàng loạt các sự cố kỹ thuật chiếc Northampton cuối cùng cũng bắc đầu kéo chiếc Hornet để có thể ra khỏi vùng chiến sự vào lúc 14:45. Ngoài ra các thủy thủ của chiếc Hornet cũng đã khôi phục lại một phần năng lượng của tàu và dập tắc các đám cháy. Dù vậy vào lúc 15:20 phi đội của chiếc Junyō xuất hiện vào tấn công gần như trực tiếp vào chiếc Hornet. Không có lực lượng không quân hỗ trợ chiếc Northampton phải ngưng việc kéo tập trung bắn phòng không phòng thủ cho chính mình. Vào 15:23 một ngư lôi đánh trúng chiếc Hornet phá hủy hoàn toàn nguồn cung cấp năng lượng cho tàu, không có năng lượng để sửa chữa và bơm nước ra ngoài chiếc tàu sân bay này bị ngập nặng cũng như bị nghiên thêm 14 độ, thủy thủ của chiếc Hornet được lệnh rời tàu vì không còn có thể vãn được nữa. Phi đội của chiếc Zuikaku cũng tấn công chiếc Hornet vào thời điểm đó thả một quả bom trúng ngay chiếc Hornet đang chìm. Thủy thủ cuối cùng của chiếc Hornet rời khỏi tàu vào lúc 16:27. Máy bay cuối cùng của phi đội Nhật Bản thả một quả bom trúng sườn tàu Hornet trước khi tất cả rút đi vào lúc 17:20.
Thomas C. Kinkaid ra lệnh đánh đắm chiếc Hornet với lý do không thể để chiếc tàu sân bay này chìm vì bị Nhật Bản tấn công hay bị Nhật Bản lấy mang đi sửa chữa để sử dụng tiếp. Hai chiếc khu trục hạm Mustin và Anderson nhận nhiệm vụ này trong khi tất cả các tàu còn lại chạy ra khỏi tầm chiến đấu của các tàu chiến Nhật Bản. Khu trục hạm USS Mustin đã bắn cả tám ngư lôi của nó vào chiếc Hornet nhưng chỉ có 3 quả phát nổ. Chiếc Hornet vẫn không bị chìm hẳn. Chiếc USS Anderson cũng bắn cả tám ngư lôi của mình vào chiếc Hornet nhưng chỉ có 6 quả phát nổ. Khi thấy chiếc Hornet vẫn chưa chìm hẳn hai khu trục hạm này đã bắn 420 quả đạn pháo 127 mm vào sườn tàu sân bay vào lúc 20:46 sau đó rút đi do hạm đội tàu chiến Nhật Bản đã đến quá gần. Khi toàn bộ hạm đội của Nhật Bản đến địa điểm của chiếc Hornet vào lúc 22:20, họ quyết định rằng chiếc tàu sân bay này đã quá hư hỏng để có thể sửa chữa lại hai khu trục hạm Makigumo và Akigumo được lệnh đánh chìm tàu Hornet. Hai khu trục hạm này bắn 4 ngư lôi 24 inch (610 mm) vào chiếc Hornet lúc 01:35 ngày 27 tháng 10 năm 1942 và khiến cho chiếc tàu sân bay này chìm hẳn cùng với 111 thủy thủ thiệt mạng trên bong trong cuộc tấn công.
Vào đêm 27 tháng 10 năm 1942 với ra đa Catalina trang bị trên hai tàu Junyō và Teruzuki hạm đội Nhật Bản biết là các hạm đội Hoa Kỳ đã rút ra khỏi chiến trường. Các tàu sân bay của Nhật Bản đã phóng 44 máy bay gồm 18 máy bay ném bom và 22 máy bay thả ngư lôi để tìm các hạm đội Hoa Kỳ nhưng không mang lại kết quả. Trong khi đó các chiến của hạm đội Nhật đang có dấu hiệu hết nhiên liệu (đặc biệt là các khu trục hạm), vì thế Yamamoto Isoroku ra lệnh cho tất cả các tàu trở về tiếp nhiên liệu ở phía Bắc quần đảo Solomon sau đó quay về căn cứ chính ở đảo Truk vào ngày 30 tháng 10 năm 1942. Sau trận chiến các tàu chiến của Hoa Kỳ chạy đến đảo Espiritu Santo và New Caledonia, chiếc South Dakota thì lại đâm vào chiếc khu trục hạm Mahan khiến khu trục hạm này này bị hư hại nặng.