下午1時(shí)，近藤的進(jìn)攻艦隊(duì)和阿部的前鋒艦隊(duì)的戰(zhàn)艦一起向美國(guó)航空母艦特混部隊(duì)被報(bào)告的位置前進(jìn)，和提高速度，試圖以艦艇炮火進(jìn)行攔截。“瑞鳳號(hào)”及南云在艦上的“翔鶴號(hào)”退出了戰(zhàn)斗地區(qū)，離開(kāi)了角田覺(jué)治少將指揮的“瑞鶴號(hào)”和“隼鷹號(hào)”的航空母艦部隊(duì)。在下午1時(shí)06分，“隼鷹號(hào)”出動(dòng)了她的第2波攻擊部隊(duì)包括7架魚(yú)雷轟炸機(jī)和8架零式戰(zhàn)斗機(jī)，和“瑞鶴號(hào)”出動(dòng)了第3波攻擊部隊(duì)包括7架魚(yú)雷轟炸機(jī)、2架俯沖轟炸機(jī)和5架零式戰(zhàn)斗機(jī)。下午3時(shí)35分，“隼鷹號(hào)”出動(dòng)當(dāng)日最后一輪攻擊機(jī)隊(duì)，包括4架轟炸機(jī)和6架零式戰(zhàn)斗機(jī)。

在解決一些技術(shù)問(wèn)題后，“北安普頓號(hào)”終于在下午2時(shí)45分開(kāi)始慢慢地拖著“大黃蜂號(hào)”離開(kāi)戰(zhàn)場(chǎng)。此外，“大黃蜂號(hào)”的艦上人員已到達(dá)能恢復(fù)部分艦炮動(dòng)力的邊緣。然而，下午3時(shí)20分，“隼鷹號(hào)”的第2輪攻擊機(jī)隊(duì)到來(lái)，攻擊幾乎停在水面的艦體。3時(shí)23分，一枚魚(yú)雷擊中“大黃蜂號(hào)”，破壞了正在維修中的電力系統(tǒng)，造成嚴(yán)重入水和傾斜14度。由于沒(méi)有電力泵走進(jìn)水，“大黃蜂號(hào)”未能被救回，和船員棄船。來(lái)自“瑞鶴號(hào)”的第3波攻擊部隊(duì)在此時(shí)攻擊“大黃蜂號(hào)”，一枚炸彈擊中了正在下沉的艦體，。所有“大黃蜂號(hào)”的船員在下午4時(shí)27分離船。日軍最后一輪攻擊機(jī)隊(duì)在5時(shí)20分向正在下沉的艦體投下最后1枚炸彈。

美國(guó)海軍驅(qū)逐艦馬斯汀號(hào)和安德森號(hào)奉命以艦上炮火和魚(yú)雷擊沉“大黃蜂號(hào)”，而當(dāng)時(shí)其余的美國(guó)軍艦已向東南駛?cè)ヒ宰叱鼋俸桶⒉考磳⒌絹?lái)的軍艦之攻擊范圍。在日本驅(qū)逐艦行駛至僅20分鐘路程時(shí)，美國(guó)兩艘驅(qū)逐艦在晚上8時(shí)40分放棄已陷入火海中的“大黃蜂號(hào)”。近藤和阿部其余的戰(zhàn)艦在晚上10時(shí)20分到達(dá)“大黃蜂號(hào)”身處的地點(diǎn)，決定該艦已受嚴(yán)重破壞而未能俘虜和在10月27日凌晨1時(shí)35分發(fā)射魚(yú)雷將其擊沉(08°38′S166°43′E)。由于“隼鷹號(hào)”和“照月號(hào)”在幾個(gè)夜晚遭到雷達(dá)裝備卡塔林納水上飛機(jī)的攻擊、根據(jù)情報(bào)已知道美國(guó)軍艦已退出該地區(qū)，加上關(guān)鍵的燃料情況令日本重新考慮是否應(yīng)進(jìn)一步的追擊美國(guó)艦隊(duì)。在北所羅門群島附近加油后，日本艦隊(duì)在10月30日返回到他們的主要基地特魯克。當(dāng)美國(guó)艦隊(duì)撤向埃斯皮里圖桑托島和新喀里多尼亞時(shí)，“南達(dá)科他號(hào)”與驅(qū)逐艦馬漢號(hào)相撞，該驅(qū)逐艦遭受了嚴(yán)重?fù)p害。

“大黃蜂號(hào)”的損失對(duì)在南太平洋的盟軍是一個(gè)嚴(yán)重的打擊，盟軍在整個(gè)太平洋戰(zhàn)區(qū)只留下1艘受損嚴(yán)重的航空母艦'企業(yè)號(hào)'在堅(jiān)持作戰(zhàn)。但“企業(yè)號(hào)”經(jīng)過(guò)在新喀里多尼的臨時(shí)修理后，雖然仍有些損壞，但在兩個(gè)星期后就返回到所羅門群島南部，以支援盟軍進(jìn)行瓜達(dá)爾卡納爾海戰(zhàn)，并在這場(chǎng)對(duì)在瓜達(dá)爾卡納爾島整體作戰(zhàn)具有決定性的海戰(zhàn)中發(fā)揮著重要的作用。

雖然在計(jì)算船只沉沒(méi)數(shù)量上日軍取得戰(zhàn)術(shù)上的勝利，但日本海軍艦隊(duì)卻付出了沉重的代價(jià)。損壞的航空母艦都被迫返回日本進(jìn)行廣泛維修和改裝。修復(fù)后，“瑞鳳號(hào)”在1943年1月下旬返回特魯克。而“翔鶴號(hào)”一直進(jìn)行維修，直到1943年7月還沒(méi)有返回前線。

日本海軍最重大的損失是飛行員。美軍在戰(zhàn)役中失去了26名飛行員，而日本失去了148名飛行員，其中包括2名俯沖轟炸機(jī)指揮官、3名魚(yú)雷轟炸機(jī)中隊(duì)指揮官和另外18名戰(zhàn)斗機(jī)或其他組別的指揮官。參戰(zhàn)的49%的日本魚(yú)雷轟炸機(jī)、39%的俯沖轟炸機(jī)和20%的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員戰(zhàn)死。相對(duì)于在珊瑚海（90）、中途島（110）和東所羅門（61），日軍在圣克魯斯海戰(zhàn)中失去了更多的機(jī)組人員。到圣克魯斯的戰(zhàn)斗結(jié)束后，參加了珍珠港事件的765名日本航空母艦飛行員精英中，至少有409人死亡。日本失去了許多機(jī)組人員，沒(méi)有損壞的“瑞鶴號(hào)”和“飛鷹號(hào)”也由于缺乏訓(xùn)練有素的機(jī)組人員而被迫返回日本。海軍中將南云人在不久后被解職，重新分配到在日本海岸防守，他說(shuō)：“這場(chǎng)戰(zhàn)役取得戰(zhàn)術(shù)上的勝利，而在戰(zhàn)略上卻是失敗?？紤]到敵人的工業(yè)能力有巨大的優(yōu)越性，我們必須在每一場(chǎng)戰(zhàn)役取得絕大多數(shù)的勝利。不幸的是這一次沒(méi)有取得了壓倒性的勝利?！?/p>

由于日本沒(méi)有形成有制度的海軍飛行人員培訓(xùn)計(jì)劃和缺乏訓(xùn)練有素的預(yù)備役人員，導(dǎo)致有經(jīng)驗(yàn)的航母飛行員數(shù)量銳減，而且沒(méi)有快速的方法來(lái)代替他們。日本失去了在美國(guó)的工業(yè)力量實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)前，通過(guò)以一場(chǎng)單一決定性的戰(zhàn)役來(lái)打敗盟國(guó)海軍航空母艦艦隊(duì)的戰(zhàn)略機(jī)遇。這導(dǎo)致了在1943年夏天日本航空母艦回到特魯克，沒(méi)有在決定性的所羅門群島戰(zhàn)役中進(jìn)一步發(fā)揮進(jìn)攻的角色。

歷史學(xué)家埃里克·哈梅爾總結(jié)圣克魯斯群島戰(zhàn)役的意義，“圣克魯斯是日本的勝利，這場(chǎng)勝利卻令日本失去了贏得戰(zhàn)爭(zhēng)的最后希望?！?/p>