此時美軍由于基本控制了瓜島的制海權和制空權，可以順利地向瓜島運送援軍和物資。二十一年12月初，美軍海軍陸戰隊第2師和陸軍第25步兵師被運上瓜島，接替了疲憊不堪的海軍陸戰隊第1師，這支英勇頑強的部隊，在四個月的激戰中因傷病減員達7800人，範德格裏夫特看着滿身硝煙的部下，激動地說：“完全可以這麽說，四個月前的今天開始的這場不大不小的戰鬥，通過你們的努力，已經成功地挫敗了敵人在太平洋上的重要目标！”雖然瓜島争奪的最後勝利是在其他部隊手中完成的，但瓜島的輝煌勝利首推陸戰1師，所以戰役結束後，陸戰1師榮獲由羅斯福總統頒發的“優異部隊”稱号，成爲獲得這一榮譽的第一支部隊。12月9日，帕奇少将從範德格裏夫特手裏接過了瓜島地面部隊的指揮權。——陸戰1師帶着瓜島的赫赫威名撤回澳大利亞休整。從此後，陸戰1師在其師徽上寫下了“guadalcanal”（即瓜達卡納爾），以紀念血戰瓜島的輝煌戰績，陸戰1師也因瓜島之戰而名垂青史。至太初二十二年1月，美軍在瓜島的地面部隊已達五萬人，補給充足，士氣旺盛。
12月初，“仙人掌航空隊”得到5個陸戰隊航空兵中隊、4個海軍航空兵中隊和1個陸軍航空兵中隊的加強，飛機數量已達到200餘架，不僅牢牢掌握着瓜島地區的制空權，還在所羅門群島其他島嶼岸基航空兵和航母艦載機的支援下，不斷空襲日軍“東京特快”的起點站——肖特蘭島，使得日軍的艦船和物資損失越來越嚴重。自從12月11日田中的驅逐艦編隊遭到美軍魚*雷艇攻擊後，日本海軍有将近三周的時間沒有組織水面艦艇向瓜島運送補給，這期間，瓜島日軍僅靠潛艇運送的爲數極少的糧食補給，根本不能滿足需要，官兵多以野果、野菜和樹皮充饑，痢疾、瘧疾、疥癬等熱帶疾病流行，連生存都成了問題，那裏還能奢談下一步的總攻？日本陸軍第8方面軍和海軍聯合艦隊多次讨論對策，始終沒有找到能解決向瓜島運送部隊和補給的辦法，12月23日，今村在此局面下拒絕了百武發動最後決死進攻的請求，盡管百武再三要求能允許他們體面地戰死，而不是餓死在自己的掩體中。
12月12日，日本海軍提出放棄瓜達爾卡納爾島。同時，大本營内一些陸軍參謀人員也認爲進一步增兵奪回瓜達爾卡納爾島是不可能的。由大本營首席執行官真田穣一郎大佐率領的1個代表團，于12月9日到達拉包爾，咨詢今村和他的參謀人員之意見。當代表團返回東京後，真田建議放棄瓜達爾卡納爾島。大本營的最高領導人于12月26日同意真田的建議，并下令其參謀人員開始起草撤出瓜達爾卡納爾島的計劃，在所羅門群島中部建立1條新的防線，以及優先轉移兵力支援在新幾内亞的軍事行動。
12月28日，杉山元将軍及永野*修身上将親自通知日本天皇裕仁撤出瓜達爾卡納爾島的決定。12月31日，天皇正式批準該決定。日軍秘密開始準備撤離，這被稱爲k号作戰，預計在次年1月底實施。
根據禦前會議的精神，大本營于太初二十二年1月4日向聯合艦隊司令山本和第8方面軍司令今村下達撤離瓜島的命令，撤退行動代号爲“k号作戰”。并制定了周密的計劃：首先第17軍收縮戰線，在準備總攻的掩護下進行撤退的各項準備；其次直到撤退開始前，仍必須以各種方式全力繼續對瓜島的補給，以維持部隊的戰鬥力，并在運送補給品的同時撤離行動不便的傷病員；接着迅速在中所羅門群島修建航空基地，加強對瓜島的空中作戰；最後動員盡可能多的船隻，在1月下旬至2月上旬以各種手段将瓜島的部隊撤出，這一切行動必須特别嚴格保守機密。
鑒于瓜島美軍不斷向日軍發動進攻，如不增加新的生力軍，島上的部隊是無力保持現有陣地的，因此日軍從第38師團的第230聯隊中抽調了約700人，由矢野桂二中佐指揮，代号“矢野部隊”，于1月14日送上瓜島。對外宣稱是作爲第四次總攻的先鋒，其實是保障瓜島部隊撤離的殿後部隊。
日軍爲保障瓜島部隊順利撤出，分散美軍的注意，于1月15日組織了一次牽制行動，代号“東方牽制行動”，參加兵力有“利根”号重巡洋艦、“伊—8”号潛艇和第802航空隊的部分飛機，由原忠一少将統一指揮。
1月19日，原忠一率領“利根”号從特魯克出發，22日到達馬紹爾群島的賈盧伊特島，原忠一與各參戰部隊指揮員研究行動計劃并稍事休整，于23日從賈盧伊特島出發，前往坎頓島西北400海裏水域活動，并進行無線電佯動。2月2日又前往馬紹爾群島以東海域活動，同樣進行了無線電佯動，然後于2月7日返回特魯克。“伊—8”号潛艇則于1月23日和2月1日夜間兩次對坎頓島進行了炮擊。第802航空隊1月19日起，從馬金島出動水上飛機對豪蘭島和貝克島進行偵察，并從1月21日起連續多日對這兩個島嶼進行了空中監視。2月上旬，鑒于瓜島撤退行動基本結束，“東方牽制行動”也告結束。
1月27日，美軍一批去瓜島換防的部隊由1艘運輸船運載，從努美阿。哈爾西爲保障其航行中的安全，派出了包括航母和戰列艦在内的五支編隊擔任掩護，其中負責近距掩護的是由吉芬少将指揮的第18特混編隊，有3艘重巡洋艦、3艘輕巡洋艦和6艘驅逐艦。
日軍在瓜島附近海域部署有大量潛艇，1月29日發現美軍的第18特混編隊正在倫内爾島海域航行，就迅速通報基地，日軍随即從蒙達機場起飛十多架魚*雷機前去攻擊，日機臨空時美軍的航行隊形是：3艘重巡洋艦在右，3艘輕巡洋艦在左，成雙縱隊；6艘驅逐艦則在前方呈傘形隊形，這種隊形的後方和兩側都未布置防禦艦隻，不适合防空作戰，當天黃昏美艦雷達發現60海裏外的日機後，吉芬既未改變隊形，也未做任何防空準備。日機分成兩隊，先由2架飛機進行佯攻，随後退出戰鬥，吉芬以爲戰鬥已經結束，仍以原隊形繼續航行。天黑後，日機突然投下照明彈，接着發動攻擊，美艦以猛烈炮火對空射擊，有數架日機被擊落，其中有一架在“芝加哥”号左前方中彈墜海，燃起的火焰将“芝加哥”号照得清清楚楚，立即引來日機的集中攻擊，“芝加哥”号被兩條魚*雷命中，機艙進水，主機停車。吉芬率領其餘軍艦向東轉向，同時減低航速，以減少航行中的艦尾浪花，并命令禁止射擊。日機失去目标，打開航行燈，還發射曳光彈，企圖引誘美艦開火，但美艦不爲所動，一炮不發，日機在黑夜中找不到目标，盤旋幾圈後隻得返航。
次日，吉芬率4艘巡洋艦向埃法特返航，“路易斯維爾”号巡洋艦則拖帶“芝加哥”号在6艘驅逐艦的保護下以4節航速駛往聖埃斯皮裏圖島，并由“企業”号航母派出10架戰鬥機擔任空中掩護。下午，日軍12架魚*雷機前去攻擊“企業”号航母，爲“芝加哥”号進行空中掩護的戰鬥機有6架被調去攔截，并擊落3架日機，但其餘的9架日機高速擺脫了美機的攔截，轉而攻擊“芝加哥”号，“芝加哥”号因航速太慢，難以實施有效機動，被四條魚*雷命中，二十分鍾後沉沒，還有一艘驅逐艦被擊傷，9架日機中則有7架被擊落。——尼米茲對有着6艘驅逐艦和10架戰鬥機保護下的“芝加哥”号被擊沉，感到痛心和不可理解
日機集中攻擊第18特混編隊，沒有去攻擊美軍4艘滿載部隊的運輸船，因此運輸船順利抵達瓜島。這次海空戰史稱“倫内爾島海空戰”，美軍1艘巡洋艦被擊沉，1艘驅逐艦被擊傷，日軍損失飛機15架。
這些上述行動，造成了日軍即将發動大規模進攻的假象，甚至1月22日，哈爾西陪同海軍作戰部長諾克斯和太平洋戰區總司令尼米茲視察瓜島，三位久經沙場的高級将領都沒有察覺日軍即将撤退的迹象。
爲了壓制美軍的航空兵力，日軍将東南太平洋地區的約100架陸軍飛機和約200架海軍飛機集結到拉包爾，從1月25日以後，對美軍在瓜島和聖埃斯皮裏圖島的機場進行了多次空襲。日軍原計劃1月30日和31日兩天，對瓜島實施大規模空襲，然後乘美軍航空力量遭到削弱之際組織撤退。但因天氣不佳，空襲計劃被迫延期，不料，31日晚，拉包爾反而遭到了美軍的空襲，日軍好不容易集結起來的寶貴的飛機，一下子就損失50架。這使得日軍不敢再等待空襲計劃的實施，就決定事不宜遲立即組織撤退。
橋本少将率領20艘驅逐艦于2月1日九時三十分從肖特蘭島出發，進行第一次撤退行動，橋本編隊當天十三時許被美軍的偵察機發現，美軍判斷這是日軍爲發動總攻而向瓜島運送的增援部隊，出動飛機進行阻擊，36架轟炸機于十六時許臨空轟炸，日軍擔任空中掩護的18架“零式”戰鬥機全力迎戰，擊落美機4架，将美機擊退。橋本旗艦“卷波”号被近失彈炸傷，被迫返航。其餘19艘驅逐艦于深夜到達瓜島埃斯佩蘭斯角附近海域，以8艘驅逐艦擔任警戒，11艘靠岸，接運撤退人員。在撤退過程中，美軍的魚*雷艇和飛機多次前來攻擊，都被日軍的警戒艦隻擊退，“卷雲”号在規避魚*雷艇發射的魚*雷時被水雷炸傷，後因傷勢太重由“夕立”号驅逐艦用魚*雷将其擊沉。2月2日淩晨，橋本編隊接下5414人開始返航，途中也曾遭到美機空襲，但無損失。中午安全回到肖特蘭島。
2月4日九時三十分，由20艘驅逐艦組成的第二次撤退編隊從肖特蘭島，途中遭到美軍31架戰鬥機和33架轟炸機、魚*雷機組成的大機群攻擊，日軍護航的戰鬥機和驅逐艦奮力抗擊，擊落美機10架，“舞風”号被炸傷，由“長風”号拖帶返航，其餘18艘驅逐艦到達瓜島的埃斯佩蘭斯角海域，8艘驅逐艦擔任警戒，10艘驅逐艦在離岸500米處接運人員撤退，共接下5004人，于次日淩晨返航。在日軍接運人員過程中，美軍出動魚*雷艇前去攻擊，但未發現日軍編隊無功而返.2月7日，日軍由小柳少将指揮18艘驅逐艦進行第三次撤退，由于雷雨如注，美軍隻派出了15架轟炸機進行空襲，日軍有一艘驅逐艦被擊傷，在另一艘驅逐艦的護衛下返航，其餘16艘驅逐艦駛抵瓜島，這次撤退的人員中有百武和第17軍軍部人員，許多人極度虛弱，甚至連攀登驅逐艦上繩梯的力氣都沒有，隻好由驅逐艦上的水兵連背帶拽拉到艦上。海灘上還有數百名奄奄一息的重傷病員，無法接運上艦，隻好給他們留下手*榴彈，用以自盡。此次，日軍又順利接下2639人。此次撤退中，日軍爲确保撤退的順利實施，還組織過一次夜襲。
在2月4日晚上和7日，橋本信太郎和他的驅逐艦完成了從瓜達爾卡納爾島撤離其餘大部分日軍的任務。除了一些空襲外，盟軍仍然期待日軍1次大型的攻勢，并沒有試圖制止橋本的撤離行動。整體而言，日軍成功地從瓜達爾卡納爾島撤出了10,652人。2月9日，柏奇意識到，日軍已經撤退，并宣布盟軍占領瓜達爾卡納爾島，結束了戰役。