中途岛海战失败之后，日军统帅部重新制订了新的作战方案：
尽快攻占莫尔兹比并扫荡英属新几内亚一带的残敌，在必要地点建立航空基地，以便于对澳大利亚实施航空作战，加强反击态势。
为获取矿源，填补所罗门群岛与马绍尔群岛之间的警戒空隙，由海军实行对瑙鲁岛、大洋岛的占领，并在两岛设立航空基地，加强其警戒能力。
以潜艇和水面舰艇加强印度洋的破交战，以潜艇加强对美澳交通线的破交战。加强所有已占地区的防御，准备对付盟军的反攻作战。
日军具体的作战方案是，从新几内亚岛北部登陆，翻越欧文斯坦利山脉，攻占莫尔兹比港。为掩护这一攻势的翼侧，日军开始在瓜达尔卡纳尔岛（简称瓜岛）修建轰炸机跑道。
中途岛海战的胜利，使盟军在太平洋战场第一次有了反攻的机会。由于美日双方的海空力量对比尚未发生根本转变，美军无力在整个太平洋区域全面反攻，遂决定在局部地区，即日军威胁最严重的西南太平洋实施反攻。这是因为，经过5月的珊瑚海之战，美军虽然在该区域暂时阻止了日军的进攻，但日军占领的图拉吉岛依然威胁着美澳交通线。
中途岛海战之后，以西南太平洋战区司令麦克阿瑟为代表的陆军和以海军总司令金为代表的海军，虽然都主张尽早开始反攻，但对于如何反攻的问题却持有不同的意见。在麦克阿瑟看来，反攻并不是对小小的图拉吉岛发动一次突袭，而是对新不列颠岛和新爱尔兰岛发动大规模攻势，以控制拉包尔和战略要地俾斯麦群岛。他认为，只需3个陆军师、1个海军陆战师和2艘航空母舰，就能迅速夺回俾斯麦群岛，将日军逐回700海里以外的特鲁克，从而获取防御与进攻两方面的战略优势，并立即进一步扩张战果。
金海军上将赞成反攻，但不同意直接进攻俾斯麦群岛，因为这对航空母舰来说太危险。他主张，应采取分阶段逐步推进的稳妥方法，实施从所罗门群岛到拉包尔的反攻。
美国参谋长联席会议就此连续召开多次会议后，采纳了海军的建议，并于1942年7月2日下达代号为“瞭望台”的指令，规定战役第一任务是夺取圣克鲁斯群岛、图拉吉岛及其附近的要地，由太平洋战区司令尼米兹将军担任战略指挥。在图拉吉地区站稳脚跟后，即执行战役第二任务，向巴布亚半岛的萨拉马瓦和莱城进军，同时夺取所罗门群岛的剩余部分并北上。该阶段由麦克阿瑟将军担任战略指挥。之后，盟军转而对拉包尔实施两面夹击。
美军在制订“瞭望台”计划期间，获悉日军正在瓜达尔卡纳尔岛修建飞机跑道，颇感震惊：如果日军在此地修建了机场，就会危及美澳交通线上的重要基地圣埃斯皮里图岛、埃法特岛，甚至新喀里多尼亚的北部机场库马西，这对美军今后的作战非常不利。
7月10日，尼米兹给在南太平洋地区担任指挥的戈姆利海军中将下达作战指令，命令其部队攻占图拉吉岛和瓜达尔卡纳尔岛。这样，瓜岛登陆便纳入夺取图拉吉岛和圣克鲁斯群岛的第一阶段作战计划中。
预定登陆日期为8月7日。美军必须在日军修完机场之前夺取该地。谁在作战中首先使用这个机场，谁就能赢得胜利。南太平洋美军的基本兵力为第六十一远征特混编队（司令弗莱彻）和第六十二南太平洋两栖编队（司令特纳）。此外，还有一支岸基航空编队。
为实施该战役，从新西兰和圣迭戈调来登陆突击部队海军第一陆战师，由亚历山大·范德格里夫少将任师长。弗兰克·弗莱彻海军中将指挥航空母舰编队，并担任整个登陆编队的战术指挥，原任海军作战部计划部部长的里奇蒙·特纳海军少将负责指挥两栖作战部队，麦凯恩海军少将指挥岸基航空兵编队。
1942年8月7日凌晨1时，美海军第一陆战师分乘23艘运输舰，在航母编队的护航和掩护下，抵达瓜达尔卡纳尔岛西北附近海域，分两路直扑瓜岛和图拉吉岛。7日凌晨，美军开始登陆，至8日下午，夺占了瓜岛上的日军机械厂、发电厂、物资仓库，以及整个图拉吉岛及其邻近的另外2个小岛，同时消灭驻岛日军大部。日军残部退入丛林藏匿。至8月9日，美军上岛部队已达1万人。
日军大本营获悉美军登陆瓜岛的消息后立即决定：取消印度洋的破交战，派遣联合舰队主力支援东南太平洋作战；现驻东南太平洋的第四舰队、第八舰队及海军第十一航空舰队统编为“东南方面部队”，由第十一航空舰队司令官统一指挥，并立即展开攻击；驻拉包尔的陆军第十七集团军，在实施预定的莫尔兹比进攻战的同时，速将散布各地的部队集中于拉包尔，与海军协同，夺回瓜岛和图拉吉岛。
8月7日至9日，从拉包尔起飞的日军岸基航空兵对美军舰队连续实施攻击，遭到美军舰载机和防空炮火的猛烈拦截。日军损失36架飞机。美军损失12架飞机，1艘运输舰重伤报废，1艘驱逐舰沉没。日军的空中攻击虽未给美军舰队造成重大损失，但为了避免进一步的伤亡，美军舰队于8月8日下午向南退避，放弃了对登陆部队和正在卸载的运输舰队的掩护，从而为日军第八舰队的夜袭提供了条件。
8月7日下午，日军第八舰队从拉包尔启航，向瓜岛方向驶去，准备乘夜暗袭击盟军的运输船只，挫败其登陆行动。8日深夜，该舰队在瓜岛以北的萨沃岛海域与正在南区巡逻的盟军舰只遭遇，当即发起攻击。激战35分钟后，日军舰队击沉盟军重巡洋舰4艘，击伤重巡洋舰1艘及驱逐舰2艘。日军损失轻微。这次萨沃岛海战，是美国海军遭受的最严重的失败之一。虽然日军在该战中未攻击盟军运输船只，未能阻止盟军登陆，但它取得了重大战果，迫使盟军运输舰队未卸完物资便随同掩护舰队于9日上午全部撤离，从而将瓜岛的占领部队置于危险之中，致使整个“瞭望台”战役的完成推迟了数月。
8月10日，日军大本营决定派步兵第二十八团，即一木支队前往增援。8月18日，乘6艘驱逐舰自特鲁克抵达瓜岛附近海域的日军第二十八团先遣队，以1个步兵营和1个工兵连，共1000人乘夜暗在瓜岛东部上陆。该部队以为岛上仅有2000名美军，遂决定不等预定22日到达的后续部队，立即实施进攻，夺回机场和瓜岛。经过昼伏夜出的行军，日军一木支队先遣队于21日夜对机场附近的美军发起进攻。在数量占绝对优势的美军反击下，到22日下午，包括指挥官在内的一木支队先遣队大部被歼，仅100余人得以退守上陆点。日军第一次夺回瓜岛的作战以失败告终。
日军不甘心其失败，动用联合舰队主力，准备实施第二次瓜岛争夺战。8月24日，日军输送登陆部队1500人，及护航的舰艇编队进至瓜岛以北200余海里处，日海军第二舰队则在其东面40海里处航行。两支舰队共拥有航母3艘、战列舰2艘、巡洋舰6艘、驱逐舰24艘，以及舰载飞机177架。
当时，在瓜岛以东150海里处活动的为美海军第六十一特混编队部分兵力。该编队的巡逻机发现了日军第二舰队前方的轻型航空母舰，未看到在其后跟进的日军第二舰队主力。由于美“黄蜂”号航空母舰编队已返南方补给燃料，能同日军交战的只有2艘航空母舰。于是，弗莱彻将军决定进行先发制人的攻击。
当日下午，美舰队抢先对日军发起攻击，共出动30架轰炸机和8架鱼雷机，一举击沉日轻型航空母舰“龙镶”号。随后，美舰发现了日军第二舰队主力，当即派出舰载机前往迎击。由于未找到日军的主力航空母舰编队，只击中1艘水上飞机供应舰。与此同时，日舰载机也飞临美舰上空。经过激战，美军“企业”号艘航空母舰受创，17架飞机受损。日军90架飞机被击落、击伤。入夜，美特混编队撤离战场，日军第二舰队也退往特鲁克岛。但是，日军登陆输送队在驱逐舰护送下，利用夜暗继续向南驶去。25日黎明，美军驻瓜岛机场的岸基航空兵前往袭击。日军1艘运输船和1艘驱逐舰被击沉，1艘巡洋舰受重创。日军被迫放弃登陆企图。
所罗门群岛以东海战是太平洋战争期间第三次大规模航空母舰作战，也是围绕瓜岛进行的第二次海上作战。尽管这不是一场决定性作战，却阻止了日军利用大量船只输送登陆部队上岛的活动。
在瓜岛机场美军航空兵的打击下，日军不得不放弃用速度缓慢的运输船运送部队，改用快速驱逐舰运兵。8月28日至9月2日夜晚，日军在夜暗的掩护下，分数批将川口支队和一木支队第二梯队共5000人送上瓜岛。其中除8月28日夜，首批驱逐舰运输队在瓜岛以北遭美军瓜岛飞机的攻击、暂停登陆行动之外，其余的夜间登陆均获成功。9月4日、5日和7日夜，日军又以同样的运输方式将青叶支队一部送上瓜岛。至9月7日，登陆日军已达8400人。
鉴于登陆成功，日军于9月12日夜兵分三路向瓜岛机场发起进攻。与此同时，日海军舰队奉命消灭附近海域的美军舰队，支援陆军在瓜岛的反攻，待夺取机场，日机立即进驻。然而，日军的行动已在美军预料之中。美海军陆战队兵力处于优势，在105毫米榴弹炮火力支援下，用迫击炮和机枪抗击来袭日军。日军当夜和次日均未突破美军防线，最终溃败，躲入丛林。日军伤亡1500多人。联合舰队在海上也一无所获，于14日撤回特鲁克岛。日军第二次反攻又以失败告终。
然而，弗莱彻的航空母舰编队却在珊瑚海遭到日军潜艇的沉重打击。8月31日，1艘日军潜艇用鱼雷击伤美航空母舰“萨拉托加”号，使其在尔后3个月的关键时期未能参加战斗。两周后，航空母舰“黄蜂”号和1艘驱逐舰又被日军潜艇击沉，1艘战列舰被击伤。这样，盟军在整个太平洋海域能够执行作战任务的航空母舰只剩下“大黄蜂”号，没有受伤的战列舰只有“华盛顿”号。日军几次争夺瓜岛失败，兵力分散是原因之一。由于日军过低估计了美军在瓜岛的地面兵力，在近2个月的时间里，一直把地面部队主力用于夺取巴布亚半岛和莫尔兹比的作战。如8月中旬集结在特鲁克岛的1.7万名地面增援部队中，竟抽调1.1万名部队加强新几内亚岛东部的作战，只把其余的兵力投入夺回瓜岛的战斗。
日军对盟军登陆瓜岛估计不足，仅把它看作是一次侦察行动，并认为即使是正式登陆，也不难夺回。因此，仍按原计划实施攻占莫尔兹比港、新几内亚、吉尔伯特群岛等要地的作战，企图在东南太平洋战区将莫尔兹比——所罗门群岛——吉尔伯特群岛连成一线。
7月21日，日军横山先遣队及部分海军陆战队分别在新几内亚的戈纳和布纳登陆。7月28日，日军大本营下令，陆军南海支队迅速沿布纳——科科达——线前进，翻越欧文斯坦利山脉，攻占莫尔兹比。同时，海军陆战队进攻新几内亚东南角，配合莫尔兹比作战。
8月，盟军在瓜岛反攻，日本陆军仍将作战重点放在新几内亚方面。瓜岛战况日趋激烈，日军两线作战，顾此失彼。西南太平洋战区盟军乘机发起反击，9月5日收复拉比，日军仅撤出一半人员。随后，盟军加紧对新几内亚东部米尔恩湾等日军基地的进攻，使日军的补给和增援日益困难。与此同时，盟军全力对付莫尔兹比北面日军主力的进攻，至9月16日，终于将日军南海支队阻于欧文斯坦利山脉南麓、距莫尔兹比50公里的地方。
此时，日军在瓜岛的作战也屡遭失败，日军大本营遂决定，将作战重点由新几内亚转至瓜岛方向，一切为夺回瓜岛让路。9月18日，大本营命令南海支队停止进攻，再次翻越大山，撤回布纳固守。
同一天，大本营陆海军达成协定：
待陆军增援部队做好准备后，发挥陆海军的综合力量，一举夺回瓜岛机场；海军则尽力阻止美军对所罗门的支援。
至10月17月，日军在瓜岛的兵力已达15个步兵营计2.2万人、25辆坦克和各种火炮100余门。第十七集团军司令官也于10月9日率战斗司令部登陆瓜岛，准备亲自督战。
为了对付日军更大规模的反攻，美军不断向瓜岛运送兵力和物资装备。9月18日，将海军陆战第一师第七团4200人送上瓜岛，10月13日，陆军第一六四步兵团3000人也在瓜岛上陆。截至10月23日，美军在岛上的兵力达2.3万人，与日军大致相等。
为了压制瓜岛美军岸基航空兵，掩护陆军登陆，日本海军水面舰队多次试图夜间炮击瓜岛机场。10月11日夜，执行炮击任务的日军第八舰队与美军舰队在萨沃岛西北8海里处遭遇。在这场埃斯佩兰斯角海战中，美军击沉日巡洋舰、驱逐舰各1艘，击伤巡洋舰2艘；美军损失1艘驱逐舰和2艘巡洋舰，1艘驱逐舰受创。此战阻止了日军当夜的炮击行动。但是，10月13日、14日和16日夜，日军战列舰、巡洋舰连续3次炮击瓜岛机场成功。
10月24日夜和25日夜，日军第十七集团军司令先后两次组织部队对机场发起总攻，但此时美军阵地已经大为加强。在美军强大火力的打击下，日军两次进攻均告失败。26日上午，日军司令官下令停止进攻，撤离战场，等待增援。
美军粉碎日军多次夺岛企图后，仍不敢掉以轻心，继续向瓜岛实施增援。11月4日，海军第二陆战师第八团在瓜岛登陆；11日，岛上美军第一陆战师的补充兵员登陆完毕；12日，美国陆军第一八二步兵团主力也登上瓜岛。这样，美军在岛上除了原先的海军陆战队1个师的兵力外，又增加了将近1个师的陆军部队，总兵力达2.9万人。
此外，还增加了许多大口径火炮和坦克等武器，大大加强了火力。岛上航空兵兵力为5个陆战队飞行中队、4个海军飞行中队和1个陆军飞行中队。
日军在经历10月份的惨败后，其统帅部一度产生动摇，认为争夺瓜岛之战得不偿失，但最终还是决定投入更大的兵力，坚决夺回瓜岛。
11月6日，大本营陆海军部达成东南太平洋作战的协定，规定为确立东南太平洋的优越态势，首先必须夺回瓜岛等所罗门群岛南部要地。为此，组建陆军第八方面军，下辖第十七集团军和第十八集团军，两个集团军分别担负夺回瓜岛的作战和随后的新几内亚方面的作战任务。方面军另直辖1个师。海军则以第二、第五和第八舰队主力及第十一航空舰队协助陆军作战。
日军计划于12月下旬完成一系列航空基地的建设，尔后以大规模空战夺取制空权；至1943年1月中旬，完成对瓜岛的大规模兵员与作战物资的输送。完成上述作战准备之后，于1月下旬开始发动总攻。
然而，日军在作战准备阶段便连遭挫折。从10月底开始，日军就加紧向瓜岛运输兵员物资。至11月12日，岛上的日军部队居然超过美军兵力1000人，达3万人。但是，这种小规模的逐次增兵只是一种权宜之计，满足不了大规模作战的需要。因此，日军决定再次使用大型运输船队，在海军护航舰队和航空兵的掩护下，将第三十八师主力及第十七集团军直属部队共计1.3万人送上岛。
此时，盟军也准备将6000名陆军和海军陆战队送上瓜岛，为此，调集了航空母舰1艘、战列舰2艘、巡洋舰8艘、驱逐舰18艘，为7艘运输船扩航。
11月12日晚，美军两栖编队司令特纳获悉，日炮击编队正向美军接近。为挫败日军对机场即将发起的夜袭，特纳从护航运输队的护航舰只中抽出5艘巡洋舰和8艘驱逐舰，在海军少将丹尼尔·卡拉汉的指挥下前去迎战，由此拉开了历时3天的瓜达尔卡纳尔岛海战的序幕。
双方经过30分钟激战，盟军巡洋舰1艘和驱逐舰4艘沉没，巡洋舰3艘和驱逐舰2艘受创。日军战列舰1艘和驱逐舰2艘沉没。13日凌晨，双方撤离战场。在这次海上夜战中，日军编队占有绝对优势，但美军编队仍完成了任务，迫使日军战列舰编队撤退和护航运输队返航。
14日，日军运输船队在护卫编队掩护下再次出航，进至瓜岛西北海域，遭到美军舰载飞机和岸基飞机108架次的攻击。结果，日军11艘运输船有6艘包括运载的6000人被击中，沉入海底，1艘受重创返航，其余4艘虽然到达瓜岛，但在15日也被盟军炮兵和航空兵击毁，只有2000人和少量弹药与补给品得以上陆。日军护卫编队被击沉巡洋舰1艘，被击伤巡洋舰3艘。与此同时，日军还派出战列舰1艘、巡洋舰4艘和驱逐舰9艘，再次前往炮击瓜岛机场。
14日夜，该编队在萨沃岛附近海域与盟军前来截击的编队遭遇。双方经过50分钟的交战，日军战列舰1艘和驱逐舰2艘遭重创后自行沉没；盟军战列舰1艘和驱逐舰2艘受创，驱逐舰2艘沉没。
经过3天的海战，盟军共损失巡洋舰2艘、驱逐舰7艘，受创巡洋舰3艘、战列舰1艘、驱逐舰4艘；日军共损失战列舰2艘、巡洋舰1艘、驱逐舰4艘、运输船10艘，被击伤巡洋舰3艘、驱逐舰6艘。
瓜达尔卡纳尔海战不仅是瓜岛争夺战中的决定性一仗，而且在太平洋战争中也具有决定性意义。该战的胜利标志着美军已完全掌握了瓜岛战区的制海权和制空权，从防御转为进攻。而日军在该战中的惨重损失则动摇了它夺回瓜岛的信心。
12月31日，日本大本营陆海军部在御前会议上决定：停止夺回瓜岛的作战；在1943年1月下旬至2月上旬期间，尽一切手段撤回瓜岛部队；尔后，确保新乔治亚岛、伊沙贝尔岛以北的所罗门群岛。
相对瓜岛而言，新几内亚东部更为重要。该地一旦丧失，盟军以此为基地的航空兵将对拉包尔形成更大的威胁，进而可能从根本上瓦解日本在东南太平洋的战略防御体系。于是，日军在讨论放弃瓜岛的同时，又将作战重心重新移向新几内亚方面，企图通过增援，稳定戈纳——布纳地区的战局。
但是，在盟军优势兵力的打击下，日军已无回天之力。至11月下旬，盟军从南、北、西三个方向对戈纳——布纳一带的日军形成包围，并将其分别压制在背靠大海、互不相联的几个地点。12月上旬，盟军再次发动全面攻势。12月8日攻占戈纳，1943年1月2日攻克布纳。1月20日，盟军消灭了戈纳与布纳之间的萨纳南达地区的日军，取得了新几内亚东部反攻的胜利。
与此同时，困守瓜岛的日军，至12月中旬，几乎断绝了海上补给，不仅得不到武器弹药，连日常生活也难以维持，除少量口粮外，只能靠草根树皮度日。此外，还要疲于应付兵力已达5万的岛上美军部队的打击。从1943年2月1日至7日，日军集中了20艘驱逐舰，在航空兵和潜艇的掩护下，将瓜岛处于半饥饿状态的近1.2万名残存部队分3批撤出。至此，历时6个月的瓜岛争夺战以日军失败告终。
通过瓜岛战役，盟军南太平洋和西南太平洋的两支部队分别夺取了日军赖以继续扩大侵略的前进基地，开辟了通往拉包尔的两条反攻道路，实现了太平洋海域从战略防御到战略进攻的伟大转折，为此后全歼日军海上力量，进攻日本本土打下了坚实的基础。