1942年6月3日，日本海军大将山本五十六派出一支分遣舰队北上佯攻美国阿拉斯加州的阿留申群岛，希望以此吸引美国太平洋舰队北上，日本联合舰队主力则可趁机占领中途岛。但在6月3日到5日的中途岛海战中，日军损失4艘日军航母，美军取得了决定性的胜利。为了挽回些面子，山本五十六命令北上分遣舰队不惜一切代价攻占阿留申群岛。6月7日至8日，日军在阿留申群岛西南端空无一人的基斯卡岛和阿图岛登陆。美军随即切断了日军的海上补给线。使得岛上日军几乎弹尽粮绝。
1943年3月23日，为了给岛上日军输送补给。日本海军中将细萱戌子郎率领“那智”号、“摩耶”号艘重巡洋舰、“阿武隈”号、“多摩”号轻巡洋舰和4艘驱逐舰，护卫3艘运输商船驶向阿图岛。美军指挥部获悉后，即刻命令由麦克莫里斯海军少将指挥的“盐湖城”号重巡洋舰、“里士满”号轻巡洋舰和4艘驱逐舰前往拦截。于是，一场发生在北极圈内的海战——科曼多尔群岛海战就此揭开了序幕。 3月26日拂晓刚过，美军舰队行驶到阿图岛以西180英里(290公里)的科曼多尔群岛海面上。与此同时，日军舰队位于科曼多尔群岛西北20海里处。“那智”号重巡洋舰驶在最前端，最后边是“山光丸”号运输船和 “电”号驱逐舰。
“警报!左舷发现敌舰!”突然，日军“雷”号驱逐舰上的一名日军了望哨报告在左舷远方发现有舰船驶来，日军起先以为这是落后的“山光丸”号和“电”号。但到早上7点30分，一名眼尖的日军瞭望哨察看发现，驶来的舰船数量不止两艘，而且明显具有美军战舰轮廓。“警报!左舷发现敌舰!各舰准备投入战斗!”日军护航舰队立即进入一级战备。 美军舰只的雷达也已经发现了日军舰队。由于此时正处在北极圈内特有的极昼时期，天色大亮，空中略有些云团，能见度极高，气温大约在零摄氏度左右，十分适合进行海战。美军麦克莫里斯少将原以为自己碰上了一支日军运输舰队，可以轻松取胜。但很快他就从“阿武隈”号上的桅杆数量上判断出对方拥有巡洋舰，紧接其后映入眼帘的几艘重巡洋舰更令他大吃一惊。他意识到这次碰上的不是“肥肉”，而是一块非常难啃的“硬骨头”。8点40分，两支舰队相距1.8万米时，日军“那智”号和“摩耶”号抢先对美军“盐湖城”号开火。两分钟后，美军“盐湖城”号开火还击。随后，双方参战舰只都一一开火。
激烈炮战，美军渐处下风虽然美军舰队在数量和火力上占下风，但美军战舰安装的炮瞄雷达较为先进，在射击精确度上占有一定优势。 8点50分，“盐湖城”号的一发8英寸(203毫米)穿甲弹钻进“那智”号后部舰桥后爆炸，造成日军舰员11人死亡。另一发击中了主桅杆，破坏了桅杆上的大量天线和雷达。两分钟后，第三发穿甲弹击穿飞行甲板钻进了其下方的鱼雷舱。两名日军搬运兵被当场炸死，另外5名重伤。“那智”号上的损管工作陷入混乱，日军维修人员为防止受损发电机起火竟然关闭了全舰供电系统，顿时靠电力驱动的炮塔都无法转动，“那智”号被迫暂时退出战斗。日军其余舰只全力拦截美军舰队。日军“摩耶”号重巡洋舰的射击精确度明显高于“那智”号，“盐湖城”号四周激起道道水柱。很快，一发炮弹击中“盐湖城”号舰身中部侦察机弹射器，两名飞行员当即阵亡。9点30分，恢复电力的日军“那智”号的主炮恢复射击。日军巡洋舰将所有炮火集中到“盐湖城”号上。猛烈的炮火使“盐湖城”号的尾舵受损，经维修后仅能勉强左右转动10度，再也无法进行规避航行。8分钟后，一发8英寸炮弹命中了“盐湖城”号的主甲板，从舰首水线以下部位穿出，造成燃油泄漏，航速明显下降，操纵困难。11点整，麦克莫里斯命令舰队撤退。很快“盐湖城”号舰尾轮机舱又挨了两发炮弹，造成舰体大量进水。舰体向舰尾纵向倾斜5度，挣扎着继续向前航行。“盐湖城”号如死鱼浮在水面上由于舰尾进水，“盐湖城”号航速锐减到不足20节，落在了舰队末尾。麦克莫里斯急令所有驱逐舰赶回向日军舰队发射鱼雷，阻止其靠近“盐湖城”号。不过，“盐湖城”号很快恢复航速，鱼雷攻击的命令被撤销了。日军舰队原本已经追至距美军舰队2743米距离，但细萱戌子郎一见美军驱逐舰摆出发射鱼雷的架势，立即让所有日舰提前进行规避，影响了航速。 11点50分，“盐湖城”号上的维修人员为了将后倾的舰体恢复水平状态，为舰体前部注水，不想误使主锅炉舱进水，全舰丧失动力。“盐湖城”号停止了前进，如死鱼浮在水面上，与日军巡洋舰仅距1.7万米，情况万分危急。3艘美军驱逐舰拼死驶到“盐湖城”号前方，交替施放烟雾并向日舰开火，为“盐湖城”号争取最后一线生机。“里士满”号轻巡洋舰靠近“盐湖城”号，准备转移舰上人员。但舰长罗杰斯上校拒绝离舰，他指挥维修人员继续排除积水。12点整，奇迹终于发生，主锅炉恢复燃烧，“盐湖城”号勉强维持着8节的航速缓缓前进。与此同时，几艘美军驱逐舰顽强地用自己的5英寸主炮抗衡日军巡洋舰。很快，“巴利”号右舷中部被命中一发8英寸炮弹，5名舰员阵亡。两分钟后，又有两发8英寸炮弹击中“巴利”号后部锅炉舱和轮机舱。“考夫兰”号舰桥上10余名舰员被弹片击伤、大部分雷达受损。“巴利”号发射了5条鱼雷后带伤和另两两艘驱逐舰掉头回撤。像蜗牛般爬行的“盐湖城”号也向日军巡洋舰开火射击，掩护驱逐舰撤退。麦克莫里斯给自己的手枪上了膛，准备和追击的日舰展开最后的战斗。日军突然撤离战场两分钟后，日军指挥官细萱戌子郎中将做出了出乎所有人意料的决定。他命令日军护航舰队向东驶离战场。12点12分，双方距离超出有效射程，全部停火。科曼多尔群岛海战就此画上句号，“盐湖城”号和其他美军战舰终于虎口脱险。 这是怎么回事?细萱戌子郎当时是这样考虑的。首先，日军驱逐舰的燃料已经所剩无几，勉强能维持返航。其次，日军巡洋舰的弹药即将告罄。再者，他没有意识到“盐湖城”号已失去动力，误以为其停驶是为获得准确的射击效果。此外，他还一直担心会遭到美军陆基飞机的攻击。“盐湖城”号最后开火时，因为耗尽穿甲弹而发射了弹道弯曲的高爆弹，在日舰舷侧近似垂直地落入海中。加上后来云层较厚，过分谨慎的细萱戌子郎误认为那是高空中美军轰炸机投下的炸弹。
科曼多尔群岛海战不仅是二战中唯一一次在北极范围内极昼条件下进行的海战，更是太平洋战争中少有的在没有航空兵、潜艇参与、岸炮支援的情况下，单纯依靠水面战舰在远距离利用舰炮和鱼雷进行角逐的海战。海战中，日军“那智”号重巡洋舰受到中等程度损伤。美军“盐湖城”号重巡洋舰严重受损，后来返回船坞进行了大修。“巴利”号和“考夫兰”号分别受到了中度和轻度的损伤。如果单从战果看，似乎日方获得了胜利。但从战略层面而言，日方此行的根本目的——向阿图岛输送补给的任务没有完成，实际上是无功而返。此后，日军不得不利用潜艇为基斯卡岛和阿图岛上的日军运送补给。而这种杯水车薪的供应量根本无济于事。1943年8月22日，美军最终收复了阿图岛和基斯卡岛，阿留申群岛战役宣告结束。
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