Тем временем, неизвестные самолеты продолжали держаться на носовых курсовых углах соединения, хотя и не приближались к американским кораблям, но адмирала Гиффена постоянно идущие доклады операторов РЛС не заинтересовали, а между тем еще в 13:35 с авиабазы в Рабауле начали взлетать эскадрильи ударных самолетов. Первыми в воздух поднялись 16 G4M из состава 705-й авиагруппы (причем только три из них были вооружены торпедами) и один истребитель сопровождения, которым и выпала честь начать атаку.
Несмотря на сгущавшиеся сумерки, японские экипажи сумели скрытно выйти на позицию для атаки. Новая японская тактика торпедных атак в вечерних или предрассветных сумерках обеспечивала вполне приемлемые условия видимости при фактическом отсутствии истребительного противодействия, поскольку еще не была создана методика применения ночных истребителей, что было обусловлено, в частности, отсутствием малогабаритных бортовых РЛС.
В 19:20 японцы начали атаку и первой целью стал крейсер «Уичита», увильнувший от сброшенной с ведущего G4M торпеды. Второй самолет направил торпеду в «Луисвиль», также сумевший избежать попадания резким отворотом влево. Все корабли открыли интенсивный зенитный огонь, жертвой которого стал третий торпедоносец, пылающие обломки которого рухнули в море за кормой «Чикаго». На этом первая фаза боя закончилась, причем следует отметить, что ни японские ни американские источники не упоминают о результатах действий горизонтальных бомбардировщиков.
Тем временем, орудийная пальба стихла и на американских кораблях начались поиски повреждений. Гиффен, полагая что сумел избежать неприятностей, продолжал вести свою группу прежним курсом, и стремясь вовремя поспеть в точку рандеву решил в 19:30 даже отменить противолодочный зигзаг. Однако драма только разворачивалась и на сцене вскоре должны были появиться ее новые участники.
Внезапно на кораблях начали замечать разноцветные огни пиропатронов, образовавшие на воде светящуюся дорожку, которая, указывала направление движения группы Гиффена, а в небе повисли на парашютах осветительные ракеты. Несмотря на этот впечатляющий фейрверк, в небе только слышался гул авиационных моторов, но самих самолетов не было видно.
Вторая атака началась в 19:31, когда с востока на американцев ринулись шесть устаревших торпедоносцев и десять бомбардировщиков G3M из состава 701-й авиагруппы. Первая сброшенная ими торпеда проскочила несколько впереди «Чикаго», а другая ударила в борт крейсера «Луисвил», но взрыва не произошло. Видимо, сброс произошел на очень короткой дистанции и вертушка контактного взрывателя торпеды не успела привести его механизм в боевое положение.