霧島 (戦艦)
だが魚雷攻撃による決定的打撃を与えられぬまま、近藤中将の命令により3水戦は綾波救援用の浦波を残してサボ島東南東方面の海域掃討に向かった。
続いて愛宕、高雄、霧島がサウスダコタ、ワシントンと交戦した。当初照月、朝雲は霧島の後方を航行していたが、反転により日本艦隊射撃部隊は朝雲、照月、愛宕(旗艦)、高雄、霧島という単縦陣となっていた。近藤中将は米艦隊が敗走したと錯覚しており、霧島の主砲塔にはヘンダーソン飛行場攻撃用の三式弾が準備されていた。対艦戦闘用の徹甲弾に変更する時間的猶予がなく、そのまま三式弾で砲撃を開始。10時1分、愛宕、霧島は探照灯を照射して6000m先に新型戦艦(サウスダコタ)を発見した。サウスダコタはすでに前進部隊水雷戦隊との交戦で損傷を受けており、レーダーで4.8km先に近藤艦隊を発見した時には照射攻撃を受けていた。リー提督から「大丈夫か?」との質問にサウスダコタのギャッチ艦長は「全て上手くいっているようだ」と返信したものの、多数の命中弾を受けたサウスダコタはレーダー機能と通信設備および第三砲塔使用不能という被害を受けて戦場から離脱した。なお多数発射された酸素魚雷(一例として愛宕19本、朝雲4本、他水雷戦隊各艦多数発射)は、日本艦隊側は命中と誤認したものの、これらは米駆逐艦の残骸に命中したり、あるいは波に叩かれて自爆するなどして1本も命中していなかった。
愛宕以下の日本艦隊の攻撃が、探照灯に照射された手前のサウスダコタに集中していた為、サウスダコタから離れてガ島側を航行していたワシントンは、日本艦隊からの攻撃を受けていなかった。