ピルスバリー (駆逐艦)
Java) を主体とする連合軍艦隊はチラチャップ(英語版)を出撃し、バリ島に接近する日本軍部隊の迎撃に向かう。これに呼応し、スラバヤからも軽巡洋艦トロンプ (Hr. Ms. Tromp) を基幹とする部隊が出撃し、ピルスバリーはスチュワート (USS Stewart, DD-224) 、パロット (USS Parrott, DD-218) およびジョン・D・エドワーズ(英語版) (USS John D. Edwards, DD-216) とともにトロンプに随伴した。2月20日未明、ドールマン少将直卒の部隊が上陸部隊を護衛する2隻の駆逐艦、大潮と朝潮を発見してバリ島沖海戦が始まり、トロンプの部隊は間を置いて大潮と朝潮との交戦を開始する。ピルスバリーは大潮と朝潮に対して魚雷を3本発射するが命中せず、逆にスチュワートが被弾して隊形を乱したため、ピルスバリーはパロットと衝突しそうになった。やがて大潮と朝潮の助太刀のため別の2隻の駆逐艦、満潮と荒潮が反転し、トロンプの部隊と交戦を開始する。被弾損傷のスチュワートはジョン・D・エドワーズを引き連れて満潮に命中弾を与え、ピルスバリーは反対側から満潮と荒潮にしつこく近寄り、一時はわずか1600メートルまで接近して交戦した。ピルスバリーの4インチ砲と50口径機銃は大いに撃ちまくり、目標に複数の命中弾を与えて炎上させたと判断された。海戦後、ピルスバリーは海戦中に座礁事故を起こしたパロットを助け、チラチャップに後退した。
ジャワ島南岸のチラチャップは、ジャワ全土で日本軍に破れた連合軍部隊の最後の拠点であった。