在瓜岛，日军还有警备部队240人和施工部队2700人。并于1942年6月底，派遣施工部队进入瓜岛修建机场，并以惊人的速度在8月初完工。
日军动作迅速，先行上岛，修建机场。美军也不甘落后，在日军占领瓜岛和修建机场的同时，美军也制订了南太平洋反攻的计划。参谋部分析认为，日军利用瓜岛机场，将直接威胁美澳交通线上的重要基地新赫布里底和新喀里多尼亚，必须把夺取瓜岛及其附近的图拉吉岛作为执行“瞭望台”作战的第一步，打乱日军部署，使其陷于被动。
这一作战计划由美太平洋战区所属南太平洋部队负责实施。该部队下辖2个特混编队，共有航空母舰3艘、战列舰1艘、轻重型巡洋舰14艘、驱逐舰32艘，以及其他舰艇。地面作战部队有海军第1陆战师以及第2陆战师一部分。
在日本瓜岛机场刚刚建成还未正式投入使用时，美陆战第1师约2万人分乘23艘运输船，由空中支援编队和护航编队掩护，于1942年8月7日向瓜岛和图拉吉岛驶去。
直接指挥这一登陆作战行动的是陆战第1师师长阿切尔?范德格里夫特少将。
这一战对美军来说并不容易，其一，美军对瓜岛的情况了解甚少，岛上的地形只能从一张陈旧的航海图和一沓传教士拍摄的年深日久的照片及一部短篇小说中去判断；其二，由于连日大雨滂沱，运输船只不足，登岛部队装运的弹药只够维持10天左右，这对远离基地作战、后方补给极为不便的部队来说，是一个令人担忧的问题；其三，他们虽有庞大的舰队护送过海，但在登陆后相当长一段时间内却得不到海军炮火和作战飞机的掩护，登陆部队将处于孤立的境地。
显然，美军的行动，日军也一清二楚，在美军向瓜岛进军的同一天，第17军在海军舰队的掩护下，由新几内亚东北的拉包尔乘船向莫尔兹比港驶去。百武中将沾沾自喜地认为，只要海军能控制四周的海洋，陆军就能登陆成功。遗憾的是这位前线指挥官并没掌握战局的全部消息。他不仅不知道日本人正在瓜岛为海军建立机场一事，而且未得到任何关于日军在中途岛失败的消息。因为，日军中途岛惨败后，日军大本营深恐这次失败引起军队慌乱，严密封锁消息，相反，东京电台还大肆吹嘘占领了阿留申，击沉美舰2艘，击落美机120架的“赫赫战果”。百武完全轻信了这些美舰被击沉、美机被击落的无稽之谈，因而低估了美国人反攻的可能性。
8月8日清晨，美军对瓜岛和图拉吉岛发起了惊天动地的轰炸和炮击。瓜岛上那些毫无防范的日本士兵还在睡梦之中，就被炸得血肉横飞，岛上日军的许多重要目标被摧毁。
轰炸炮击之后，美军海军陆战队的士兵虽无飞机和炮火掩护，但也几乎未遇抵抗就登上了瓜岛。接着，大批的部队也陆续登上瓜岛，并不停顿地向岛内纵深进攻。当他们占领高地时，在机场的日军海军工兵仓促地向西退去，逃入丛林中，因而，美军未经战斗就夺占了机场。与此同时，向图拉吉岛进攻的美军海军陆战队，也顺利地占领了这个岛的许多地方，只是在北端遭到了日军的抵抗。黄昏时，图拉吉岛及附近的小岛均落入美军之手。
美军攻占了瓜岛和图拉吉岛的消息很快传到了位于瓜岛西北600海里的一支日本海军特混舰队，特混舰队的指挥官三川将军接到瓜岛和图拉吉岛的告急电文后，遂命令舰队全速前进，决定于夜间袭击从布干维尔岛到瓜岛长300海里的海峡的美军舰队。日本山本大将获悉美军攻击瓜岛后，也决定把重占瓜岛作为南太平洋作战的第一个目标，并指令组成一支“东南地区部队”，向瓜岛进攻。由此，瓜岛海战迅速升级。
在地面作战十分激烈时，美日空军在瓜岛上空也展开了一场大战。在美军对瓜岛等岛屿进行登陆作战时，日军派24架贝蒂式鱼雷轰炸机飞向瓜岛增援，为它们护航的是27架“零式”战斗机。这些飞机在离瓜岛还有1个多小时航程的地方被美机发现，美军立即以6架“野猪式”战斗机迎战。结果日军“零式”战斗机被打得七零八落，日军轰炸机多架被击中起火，未被击中的飞机慌忙将炸弹投到海里，仓皇逃窜。日军在受挫后，又组织第二次空战。这次，日军的45架“贝蒂式”轰炸机在“零式”战斗机的护航下，又来飞袭瓜岛，美机进行空中拦截没有成功，结果这些飞机进入了瓜岛的上空。它们把成吨的炸弹投到正在航行、停泊的各式各样的为登陆部队运送补给的舰船上，海滩上顿时变成一片火海。美国海军舰炮和陆战队的高炮对空中的日机进行猛烈射击。在密集的空中火网中，只有1架“贝蒂式”轰炸机得以逃脱，其余全被击落，日军空军两次作战遭受了很大损失。
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