美军部署在马基拉岛与伦内尔岛上的战术轰炸机有接近400架。其中马基拉岛的三座机场（两座是野战机场）上的有四个SBD中队（美军一个中队只有24架），三个TBD中队，以及四个F4U中队。部署在伦内尔岛的两座机场上的有三个SBD中队，三个F4U中队。美军岸基航空兵装备的F4U都可以执行轰炸任务（也因此被成为战斗轰炸机）。除此之外，美军还在新赫布里底群岛上部署了大概150架B-17，在莫尔兹比港那边部署了200多架战术战机。
实际上，当时双方能够投入到战场上的战术轰炸机的数量是相当的，而美军部署在二线机场上的那些战术轰炸机，以及B-17之类的重型轰炸机的作用并不是很大。而双方的目的都是一样，用战术飞机夺取制空权，击溃对方的轰炸机群，歼灭对方的舰队，完成晚上没有完成的作战行动。
六点四十五分，天刚亮不久，双方的第一批战斗机就在夜间爆发海战的上空遭遇了。唐帝国第一批出动的两个中队的“隼”在十分钟内先后到达，而美军出动的三个中队的F4U也在十五分钟之内陆续到达。这下是仇人相见，分外眼红。战斗立即打响，双方的战斗机可管不了那么浓密的云层，只要撞上了，那就要分个高下出来。而在此之前，双方的战斗机已经在所罗门群岛上空鏖战了数个月，对那些飞行员来说，这实际上只是之前战斗的延续而已，他们并没有把这次作战任务放在心上，反正也要先解决掉对方的战斗机吧。
空战还在继续的时候，唐帝国的侦察机发现了还在向瓜岛前进的美军运输船队。这下颜国忠可急得跳了起来，他原本以为美军运输船队在遭到拦截之后已经南下逃跑了，怎么也没有想到，麦克阿瑟还会让运输船队继续北上。三个中队的轰炸机立即从瓜岛与布干维尔岛上的机场起飞，而为其护航的两个中队的战斗机也已经离开了拉包尔，正在全速赶来。
美军的侦察机晚了五分钟发现正在逃逸的第三特混舰队的那四艘战列舰。消息很快就发回了马基拉岛的美军航空作战中心，两个中队的SBD，两个中队的TBD立即起飞，另外从伦内尔岛上还起飞了一个中队的SBD，以及两个中队的F4U。接着，美军指挥官准备把剩升秒的轰炸机全都派出去，可就在这个时候，他收到了第31特混舰队发出的电报（这份电报实际上不是发给马基拉岛航空作战中心的），美军指挥官立即改变了目标，把马基拉岛上的两个中队的SBD，一个中队的TBD，以及最后一个中队的F4U全都派去轰炸第一特混舰队去了。
到八点的时候，唐帝国的侦察机找到了正在返航的美军第32特混舰队，发现了那四艘战列舰。虽然此时颜国忠已经把大部分的轰炸机派去对付美军的运输船队了，但是他仍然命令拉包尔的轰炸机立即起飞，先到瓜岛补充燃料，然后去轰炸美军第32特混舰队。参加早上第一轮空战的那些战斗机也正在返航，而这些战斗机就将承担起护航任务。
伦内尔岛上的最后两个SBD中队在九点左右起飞，他们的任务是去轰炸正在逃跑的西南联合舰队，如果还有能力的话，就前往攻击第三特混舰队。
至此，双方把所有的岸基航空兵都派了出去。在这片面积不到两万平方公里的海域上空，交战双方派出了700多架战机，几乎被战机给塞满了。战场上的情况也复杂到了极点，双方的很多轰炸机都在半路上遭到了莫名其妙的拦截，还有更多的轰炸机因此而与编队失散，没有能够找到打击的目标。很多飞行员都感到自己在执行莫名其妙的任务。而以当时双方的指挥能力来看，要同时指挥三百多架战机作战，这几乎是不可能的事情，因此混乱也就再所难免了。当然，混乱的局面并没有改变战斗的残酷性，也没有降低战斗的激烈程度。
第三特混舰队是在八点五十分左右遭到轰炸的。美军轰炸机首先攻击了受伤最为严重的“成都”好战列舰，随后攻击了“昆明”号，而那些没有走散的护航战斗机则缠住了另外两艘战列舰上还能够使用的高射炮。十五分钟之内，“成都”号挨了四枚炸弹，三条鱼雷，“昆明”号也挨了两枚炸弹。虽然舰队的防空火炮以及赶来的防空战斗机击落了二十多架美军轰炸机，但是“成都”号几乎已经没救了，而“昆明”号的速度降低到了8节，已经跟不上舰队的返航速度了。
九点四十五分，第三特混舰队再次遭到轰炸。这次美军轰炸机首先集中打击了“广州”号，“昆明”号因此逃过一劫。“广州”号被五枚炸弹击中，战舰的速度迅速降低到了8节以下，整个舰队的返航速度也被拖了下来。美军轰炸机走了不到半个小时，“广州”号发生猛烈的爆炸，这艘战舰也完蛋了。
唐帝国轰炸机重点打击的是美军运输船队，从七点半开始，到十点半，美军运输船队遭到了三次轰炸，至少二十多艘运输船只被炸沉（运输船远没有战舰坚固），剩余的几艘运输船在十点半的时候放弃了北上，迅速逃跑了。也正因为如此，唐帝国的轰炸机在对第32特混舰队的打击中并没有什么出色的表现。当时负责轰炸第32特混舰队的那个中队的“射水鸟”只将两枚炸弹扔在了“南达科他”号上，自己却损失了八架轰炸机。
轰炸西南特混舰队的美军轰炸机也没有收到多少战果，只是将两艘巡洋舰炸伤，而美军轰炸机还损失了十多架。
混战到十一点左右才结束，而颜国忠在此期间要求舰队派遣轰炸机去对付第32特混舰队也正是他没有更多的力量来对付逃跑的第32特混舰队了。到这个时候，双方的战舰基本上都进入了自己战斗机的绝对保护海域，而且超过了对方轰炸机的打击半径。因此，双方的轰炸机也都停了下来，四个多小时的激战中，交战双方各损失了百架左右的战机，而结果就是，都没有能够彻底的歼灭对手！
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