第三次ソロモン海戦の序章は、ラバウルを始めとする基地航空隊のガダルカナルへの攻撃で始まった。艦隊の突入を助けるべく、かき集めれる戦力を全て投入した。ポートモレスビー方面から一部引き抜いてまで集められたその戦力は、戦闘機１２０、艦爆３６、艦攻３０、陸攻６０という膨大な物であった。
　一方、守る側のガダルカナルは、先日の第二次ソロモン海戦で消耗した分の増援を併せて、戦闘機は約１５０機があり、この内稼動する１３０機による防空戦闘を行った。
　この時の戦闘の様子は、かつてのバトル・オブ・ブリテンに匹敵するほど凄まじい物であったと言われている。
　最終的に、米側は撃墜、地上撃破併せて９６機の機体を失った。日本側も戦闘機２９、陸攻２４等(帰還後の修理放棄機含む)を失うという甚大な損害を負ったが、これによってガダルカナルの基地能力が一時的に麻痺した。
　一方、その間に接近した第二艦隊は、ガ島近海で米戦艦部隊を発見。これに航空攻撃を仕掛けた。
　この時は、米側に空母の随伴が認められなかったため、戦闘機も６０ｋｇ爆弾で爆装した。
　２空母から飛び立った７８機は果敢に攻撃を行ったが、米艦隊の対空砲火は新型の対空気銃や、防空巡洋艦によって飛躍的に増強されており、未帰還１５、修理不能機１２という損害のわりには撃沈は防空巡洋艦アトランタ、駆逐艦ポーター、オノバンのみ。その他に戦艦ウエスト・バージニア、巡洋艦サンフランシスコ損傷という結果に終わった。
　この結果に、艦隊司令長官山口中将も驚きを隠さなかった。
　「米艦隊の対空能力は飛躍的に向上しているようだ。我が軍の九九式高射装置も大した物と思っていたが、新型の高射装置の実戦配備を急がせねばな。」
　これが原因となって、後に三式高射装置が実戦配備されることとなる。
　こうして、航空戦では海戦の決着はつかず、山口中将は戦艦による夜間砲戦を決断した。
　そして、両艦隊は夜半に接触した。
　米軍のリー中将はレーダーによる優位を確保しようとしたが、それに対し、山口中将も秘策を用意していた。