三川的偷袭舰队的战术简单而冒险，它不是编队摆开架势与美军军舰作战的，而是呈一字长蛇阵直闯进美国海军军舰中，然后再让各舰只按战斗计划自行战斗。
这么做的原因有两点：
一方面是因为铁底湾的海域较为狭窄，编队作战不是很方便。
所谓的铁底湾此时还应称为萨沃湾，它指的就是图拉吉与瓜岛之间的海域，这片海域就是因为这一战以及之后的海战中，沉没了许多日美双方的军舰于是被形像的称为“铁底湾”……指的就是这个海湾下到处都是钢铁战舰，于是成了“铁底”。
另一方面，呈一字长蛇阵闯入美军军舰海域中，这会使美军尽可能迟的发现日军军舰……一字长蛇阵，看到的很有可能就是最前头的一艘军舰，于是就会把它当作自己的军舰而不放在心上，如果一下就看到八艘军舰呈战斗队形扑上来，那就是傻瓜都知道那是敌人的军舰。
在这一点上三川的心理战术做得很成功，美国舰队果然把三川的军舰误以为是自己的军舰，这其中让人觉得有些匪夷所思的是：美国舰队在铁底湾西北方向部署了“布卢”号和“拉尔夫·塔尔波特”号两艘驱逐舰以实施对铁底湾航道的监视。
之所以派这两艘驱逐舰对铁底湾航道进行监视，是因为这两艘驱逐舰上装备有在这时代算十分先进的雷达系统，美国海军认为有这两艘驱逐舰在海口监控着就可以保证海湾不会有失了，这也导致海湾里的美国其它军舰警戒心更低。
但没想到的是，日本的偷袭舰队也就是三川手下的八艘军舰却奇迹般的从这两艘装备有雷达的军舰中间穿过而没有被发现，甚至日军军舰上的瞭望兵都看到了这两艘美军军舰，但美军的雷达却没有发现它们。
事实上，这两艘美军军舰上的雷达是发现日军军舰了，只是他们想当然的以为那是自己人的船，否则，不可能会呈一字长蛇阵横穿海湾而且到这么近的距离还没有任何报警声和炮声。
但也正是因为这种“想当然”，就使美国海军再次错失了逃脱惨败的机会。
凌晨一点三十三分，日军偷袭舰队已经成功的在美国军舰雷达甚至在目视距离下闯入了铁底湾，而且美国舰队对他们还是一无所知毫无防备。
这时三川军一下达了总攻击令，八艘军舰当即散开按照战斗计划寻找自己的目标。
由于之前水上飞机侦察的情报十分详细，所以就算是在黑夜中日军军舰也能根据目标的大慨方位前进。
十分钟后，美国“帕特森”号才发现这支举动有些异常的舰队，然后对其它军舰发出警报：“注意，不明身份军舰正在进港！”
但这时已经太迟了，日军在空中早就做好准备的水上飞机在打出了几发照明弹，霎时就把海湾里的各艘美国军舰照得一清二楚，接着炮声和爆炸声很快就响了起来……
首先遭到攻击的是澳大利亚的“堪培拉”号……它恰好位于日军偷袭舰队的侧面，于是至少有三到四艘日军军舰都选择它作为攻击目标，密集的鱼雷和炮火几乎同时朝“堪培拉”号发射，“堪培拉”号很快就着起了大火，船体也跟着倾泻进水。
应该说“堪培拉”号还是十分坚固的，因为它右舷连中两枚鱼雷，又先后被24发炮弹击中五分钟内就失去了战斗力，但尽管如此却一直没有沉没，燃烧了一晚上，直到美军军舰第二天撤退前，为了避免“堪培拉”号落入日军手里，才派出驱逐舰将其击沉。
接着遭受攻击的是“芝加哥”号，它接到来自“帕特森”号的报警，舰长立即就下令朝“不明身份军舰”的方向发射照明弹，但几发照明弹都没有点着火，就在这时舰长得到报告，发现数条鱼雷朝“芝加哥”号射来，舰长马上下令规避，但已经太迟了……在一阵剧烈晃动下舰首被一枚鱼雷命中，桅杆也被一发炮弹击中。
不过“芝加哥”号还有战斗力，舰长当即下令开炮还击，但是由于日军军舰前进速度很快，“芝加哥”号只来得及向排在队尾的一艘“夕风”号驱逐舰发射了25枚炮弹就失去了目标。
最先发现日舰的“帕特森”号倒是追着日舰与其展开炮战，但问题一是“帕特森”号是仅有的一艘反应过来的军舰它没有其它军舰增援配合，二是他本身也没有做好战斗准备，舰长下令朝日舰发射鱼雷，动因为鱼雷长没有听到命令而没有执行……其实是鱼雷长没有在岗位上，所有的一切都发生得太快了，就算“文森斯”号是最先发现情况的军舰，但它也仅仅只是怀疑其为“不明身份的军舰”。
于是“帕特森”号基本只有被动挨打的份，它被日军一枚鱼雷击中并被几枚炮弹命中，两门舰炮被毁不得不退出战斗。
“巴格雷”号驱逐舰只来得及掉转船头，舰长下令朝日舰发射鱼雷，但鱼雷射击诸元还没装定，于是只能眼睁睁的看着日军舰队扬长而去。
但这还不是最糟糕的。
美国海军并没有意识到日军舰队的主要目标是北区巡逻队，所以只是在一片混乱中做紧急防御……他们担心日军舰队会折返回来再次朝他们发起进攻。
但掌握了美国海军详细情报的日舰此时却是一分为二，三艘轻巡洋舰加一艘驱逐舰迎面朝美国海军北区巡逻队冲去，它们甚至还打开探照灯吸引北区巡逻队的注意力。
此时北区巡逻队虽然已经接到有敌舰闯入的警告，却不敢确定眼前这几艘军舰是敌是友，于是只一声声的朝前方的敌舰呼喊……日舰既不回答也不开炮，装作没听见继续朝美舰相向而行。
这让美国海军一时搞不清状况，他们不知道的是，这是日舰在拖延时间，就在北区巡逻队的这些军舰把注意力全都投往前方炮口诸元都朝向前方时，日军四艘重巡洋舰已经迂回到北区巡逻队的后方并做好战斗准备了。