Бой у санта-круз
23 сентября Shokaku и Zuikaku возвратились на базу Трук, где оставались до 11 октября. Затем 1-я дивизия авианосцев (Shokaku, Zuikaku и лёгкий авианосец Zuiho) в составе сил поддержки приняла участие в очередной атаке на Гуадалканал. В этой операции японцы задействовали четыре авианосца — Shokaku, Zuikaku, Zuiho и Junyo, на которых базировалось 68 пикирующих бомбардировщиков, 57 торпедоносцев и 87 истребителей.
Американцы в районе Гуадалканала имели два авианосца — Enterprise и Hornet (72 пикирующих бомбардировщика, 27 торпедоносцев, 70 истребителей).
Утром 26 октября противники обнаружили друг друга и практически одновременно подняли в воздух свои самолёты.
Американские пикировщики-разведчики, обнаружившие японское соединение, атаковали авианосец Zuiho, добившись попадания в корму. Бомба пробила полётную палубу и вызвала пожары, которые вскоре удалось потушить. Но принимать самолёты Zuiho больше не смог и вышел из боя.
Для атаки американского соединения, обнаруженного к северу от острова Санта-Круз, японцы в 08.18 подняли в воздух 67 самолётов под общим командованием капитана 2 ранга Mamoru Seki.
Самолёты с авианосцев Shokaku и Zuikaku атакуют
американский авианосец Enterprise во время боя у острова Санта-Круз
В 10.12 первые японские самолёты атаковали Enterprise и Hornet. Enterprise в результате атаки пикирующих бомбардировщиков получил два попадания, от взрывов бомб на корабле начался пожар. Торпедоносцы, атаковавшие следующими, поразили авианосец ещё двумя торпедами. В Hornet угодили три 500-кг бомбы, две из них взорвались на четвёртой палубе.
В свою очередь, американцы атаковали японские авианосцы тремя волнами, действия которых, к сожалению, не были скоординированными. Первая волна, взлетевшая с авианосца Hornet (15 бомбардировщиков SBD Dauntless, 5 торпедоносцев TBF Avenger и 8 истребителей F4F Wildcat), атаковала флагманский корабль 1-й дивизии авианосцев Shokaku, добившись четырёх попаданий в район палубы между средним и кормовым подъёмником.
Бомбы пробили полётную палубу и взорвались в ангаре, вызвав возгорание авиационного топлива. Хотя пожары на Shokaku удалось погасить, но повреждённая полётная палуба исключала возможность проведения на нём взлётно-посадочных операций, и авианосец вышел из боя.
Вторая американская атакующая группа (3 бомбардировщика SBD Dauntless, 8 торпедоносцев TBF Avenger и 8 истребителей F4F Wildcat) стартовала с палубы авианосца Enterprise. Она была атакована японскими истребителями, и ей не удалось добиться ни одного попадания.
Третья группа самолётов с авианосца Hornet (7 бомбардировщиков SBD Dauntless, 9 торпедоносцев TBF Avenger и 9 истребителей F4F Wildcat) добилась попадания только в крейсер Топе.
Тем временем вторая волна японских самолётов (12 торпедоносцев B5N2, 20 бомбардировщиков D3A1 Val и 16 истребителей А6М2 Zero) атаковала Enterprise и Hornet, добившись по одному бомбовому попаданию в каждый авианосец. Кроме того, Hornet поразила торпеда, выпущенная B5N Kate с авианосца Zuiho. И, наконец, смешанная группа самолётов с Shokaku и Junyo (6 торпедоносцев B5N2 и 6 истребителей А6М2 Zero), взлетевшая с палубы Junyo, поразила Hornet ещё одной бомбой, после чего его команде пришлось покинуть корабль. Тем не менее, тот оставался на плаву до тех пор, пока в него не угодили четыре торпеды, выпущенные японскими миноносцами Makigumo и Akigumo.
Хотя оба тяжёлых японских авианосца благополучно добрались до своей базы на острове Трук (Shokaku—28 октября, Zuikaku — 30 октября), но в этом сражении японцы потеряли около 100 палубных самолётов с экипажами из опытнейших ветеранов.
Повреждённый Shokaku был отправлен на ремонт в Йокосуку, куда прибыл 6 ноября. Ремонт затянулся более чем на четыре месяца — авианосец покинул док только 19 марта 1943 года.