了美舰，指挥官伊崎俊二少将下令打开探照灯，实施鱼雷和舰炮射击，安斯沃思预想的先发制人变成了遭遇战。
日军旗舰“神通”号轻巡洋舰因为打开了探照灯，首先成为“六英寸机关枪”的理想标靶。在极短时间里，美舰就向其发射了230发炮弹，“神通”号仅锅炉舱就被命中10发，机舱完全被炸毁，旋即丧失航行能力。
日军的5艘驱逐舰也将发射管里的鱼雷全部射出。日军鱼雷手与瞭望哨一样，在夜战中均具备“要么不发，要发必中”的高水平，美军“林德”号巡洋舰被鱼雷击中，失去战斗能力，被迫由驱逐舰护送返航。与之相比，美军鱼雷兵相对训练不足，也缺乏实战经验，前卫驱逐舰射出的鱼雷大多被浪费了。
日军驱逐舰射完鱼雷后，便迅速撤出战斗，美军驱逐舰趁势向已无法航行的“神通”号发射鱼雷。这是不能动的固定靶，要再射不中，就得抽自己嘴巴子了。一发鱼雷击中“神通”号，“神通”号在猛烈的爆炸声中断为两截，很快沉入海底，包括伊崎少将在内的482名船员随舰沉没。
安斯沃思以为夜战已经结束，日军已经败逃，但他想错了。
库拉湾海战中有一个细节被忽略了，那就是日军驱逐舰的去而复返。这其实是日军在夜战中的一种战术打法，即暂时撤出战斗，重新装填鱼雷后实施二次攻击。
日军五艘驱逐舰重返战场，并带来了充足的鱼雷，留在战场的美舰猝不及防，一艘驱逐舰被击沉，另外两艘巡洋舰也遭到重创，经过紧急抢修，才得以返回图拉吉港。
与库拉湾海战相似，交战归交战，日军始终没有耽误卸载，1200名陆军和20吨弹药被送到了岛上。因交战海域在科隆班加拉岛附近，此次夜战被称为科隆班加拉岛海战。美军在海战中已不是小挫，而是严重失利，受到重创的三艘巡洋舰中，“林德”号直至战争结束也没能完全修复，另外两艘
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