8月6日，穆斯布鲁格率驱逐舰群从图拉吉港起航。日落时分，他收到侦察机的报告，得知日军4艘驱逐舰正高速向南航行，那正是新一轮的“东京快车”。

穆斯布鲁格推算了一下，以日舰的航行速度，将在午夜前后进入科隆班加拉岛西北的韦拉湾。

晚上10点半，美舰驶入韦拉湾。根据各舰的武器装备情况，穆斯布鲁格将6艘驱逐舰分成两个分队，鱼雷较强的3艘驱逐舰为第一队，由他亲自指挥，火炮较强的另外3艘驱逐舰为第二队。第一队装备有3到4座533毫米鱼雷发射管，第二队的鱼雷发射管只有2座，但增加了4门40毫米火炮。

长有长妙，短有短强，为充分发挥两队各自的优势，穆斯布鲁格事先就与各舰舰长约定，如果日军编队全是驱逐舰，就由第一队首先发起攻击，如果全是小型舟艇，就由第二队首先攻击。侦察报告显示来者是驱逐舰，穆斯布鲁格布置战斗队形时，便令第一队在前，第二队在右后，两队相距约3700米，均呈单纵队平行航行。

午夜刚过，日军4艘驱逐舰进入韦拉湾，不久即出现在穆斯布鲁格的旗舰“邓拉普”号的雷达荧光屏上。

发现日舰时，双方还隔着近20千米。穆斯布鲁格立即用报话机通知各舰，并自率第一队在黑暗中悄然向日舰接近，第二队则紧随其后。

由于美舰此前没有在韦拉湾海域频繁出没，日本海军比较麻痹大意，此时既未进入战备状态，也没有加强瞭望观察。当然，要观察也比较困难，当天的夜空中没有月光，到处漆黑一片，伸手不见五指。

5700米，日舰仍未察觉，穆斯布鲁格下令发射鱼雷，三艘驱逐舰各送出八发鱼雷。

穆斯布鲁格不仅追求战术整体，还讲究技术细节。他在鱼雷发射管的管口处加装了闪光遮挡装置（即消焰器），鱼雷发射时没有火光，日军瞭望哨发现不了，所以日舰仍然在傻乎乎地朝着鱼雷前进。

鱼雷发射一分钟后，日舰终于发现了美舰，但不是因为鱼雷，而是日军瞭望哨看到远处似乎有黑影移动，经仔细辨认，判断出是美军驱逐舰，水手们赶紧去搬鱼雷——不用搬了，美国人免费赠送的鱼雷已到眼前。

美国海军鱼雷过去常被人讥笑为是一堆无用的“废铁”。穆斯布鲁格在鱼雷技术上的另一个重要改进，是不再在弹头上安装性能不可靠的磁性雷管，而宁可使用老式而稳定的触发装置，这使美军鱼雷也具备了争气的条件。突前的三艘日舰都被鱼雷击中，只有殿后的“时雨”号得以幸免。惊慌之下，“时雨”号将发射管中的八发“长矛”鱼雷全都射了出去，然后借着施放的烟幕脱离战场。

穆斯布鲁格早已防着这一手。第一队射完鱼雷后，便高速回转，以单横队退出，“时雨”号的八发鱼雷没有一个击中目标。

按照伯克的方案，第一队得手后，第二队将从另外一个方向突然开火。实战中，穆斯布鲁格又对这一方案做了改进，当第一队的鱼雷射向毫无察觉的日舰时，第二队已奉命抢占了“T”字横头阵位。

第一队往东北一撤，第二队即从西南用主炮和鱼雷发起猛攻，将一艘已经受伤的日舰打沉了。

见帮手已到，第一队也顺势转过身，对日舰实施炮击。在交叉火力的攻击下，战场上剩余的两艘日舰被打得晕头转向，不知西东，只知道向四周盲目乱射。

这已是待宰羔羊，不足为虑，可虑的是那艘已溜出去的日舰“时雨”号，过去的经验说明，它很可能还要杀回马枪。穆斯布鲁格让第二队继续轰击，他率第一队前去截杀“时雨”号。

重新装填鱼雷后，“时雨”号果然回来了。就在它准备再次实施攻击时，被围攻的一艘日舰的弹药舱中弹，发生了大爆炸。“时雨”号舰长听岔了，以为美机也来助阵，正对自己的友舰进行空袭，于是再不敢往前，掉头便开回了拉包尔。

幻听救了“时雨”号的命。在当晚的海战中，四艘日军驱逐舰，仅“时雨”号一艘得以逃生。在穆斯布鲁格计算精准的三重打击下，三艘刚服役不久的日军驱逐舰先后爆炸并沉没，而美军编队却毫发无损。日舰爆炸时烟火冲天，十分壮观，30海里以外的美军鱼雷艇船员看到时，还以为是科隆班加拉岛的火山在爆发。

被击沉的三艘日舰全都满载地面部队，上面的陆军士兵连同船员大多随舰葬身海底，日军在新航线上的运输行动第一次遭到如此干净彻底的失败。

以往的美日海战中，双方都是互有损伤，即便美军取胜，也得付出一定代价。韦拉湾海战首开美军毫无损失的全胜先例，这也标志着经过不断摸索，美军终于找到了有效的夜战战术，在日军擅长的夜战领域，他们再也不会怯场了。

这种变化足以让日军为之颤抖。联合舰队的航空参谋奥宫正武有一个同学就在被击沉的驱逐舰上担任舰长，命大活了下来。被救回布因基地后，奥宫向他表示抱歉，说那天夜里，本来派出了支援飞机，但因为遇到暴风，没能进行有效的配合云云。

奥宫本来是想宽慰对方，但这位舰长就像没听到一样，脸上仍是一副惊恐万分的表情，嘴里还喃喃自语：“不知怎么回事，舰就莫名其妙地沉了。”

奥宫再也开不了口。

增援不到位，反击就无望，佐佐木残部撤出了新乔治亚，从海上悄悄退至附近的科隆班加拉岛。