瓜岛作战屡战屡败，日军大本营不得不下令将驻东印度群岛的陆军第38师，以及从中国战场、南方方面军和日本国内抽调的兵力配属第17集团军。10月初，百武司令率陆军第2步兵师一部登上瓜岛。为了保障该师团的主力尽快上岛，日海军第8舰队派出第6巡洋舰队准备对瓜岛实施炮击。
从10月13日起，日军对瓜岛机场连续实施三次大规模轰炸，美军有34架无畏式轰炸机、16架野猫式战斗机和全部的复仇者鱼雷轰炸机被炸毁。15日，日陆军第2师主力和第38师一部登上瓜岛，使瓜岛的日军兵力增至2.2万余人。
10月24日下午，就在日军要发动猛攻的前一刻，天空突然乌云滚滚，大雨瓢泼，部队之间的通信联络暂告中断，秩序混乱不堪。晚７时，大雨虽歇，毛毛细雨却依旧不急不慢地漫天飘洒。日军不能再等下去了，于仓促间发起了进攻。严阵以待的美军直到日军冲到铁丝网前才开始射击，第一批冲锋的日军被击毙在铁丝网前，第二批日军爬过同伴的尸体继续向前猛冲，却遭到了同样的厄运。经过一天一夜的厮杀，日军留下了2500多具尸体，最后只好又退入丛林。
瓜岛争夺战持续了几个月，日本都没有占到什么便宜。日军真有点急了。11月初，战时大本营派出增援部队，准备以强大的海军炮火为掩护，在岛上发动一场全面进攻。
美国也不示弱，志在必得。美国总统罗斯福下令，将全部可调用的陆、海、空武器都迅速调到瓜岛。
这时，在瓜岛上的日军所面临的最大困难，不是美军的反击，而是饥饿。为了解决补给问题，日军采取了独特的“老鼠特快”和“项链运输”。
什么叫“老鼠特快”？
这个称号来自山本五十六的无奈。由于日本海军在瓜岛以北海战中损失很大，山本不愿再派出大型军舰进入瓜岛海域，只使用驱逐舰在夜间偷运补给，日本人戏称这种像老鼠一样只能在晚间行动的运输方式为“老鼠特快”。
然而，“老鼠特快”不能在运送军队的同时大量运输物资，其实际供应量只能维持标准定量的五分之一到三分之一。由于长期补给不足，岛上官兵体力消耗殆尽，食品极度匮乏，热带疾病流行，加上缺乏药品，伤病员大量死亡，加剧了日军的非战斗减员。
什么是“项链运输”呢？
原来，到11月下旬，日军夜间运送物资的驱逐舰又发明并实验了“铁桶运输”的新办法。日军把药品、粮食装入铁桶，但不装满，使铁桶刚好能浮在海面上，然后进行密封，用绳索连接，固定在舰艇的甲板上，在指定海域投入水中，利用潮汐漂向瓜岛，再由岛上的部队用小艇回收。由于这些小桶呈项链状挂在舰舷上，因此又被称为“项链运输”。当驱逐舰驶近瓜岛时，将绳子割断，铁桶“项链”留在瓜岛海岸，“老鼠特快”立即返航。
由于运载量有限，“老鼠特快”显然不能满足岛上部队的需要，而瓜岛上日军的被动局面，也丝毫没有改变。形势的发展迫使日军大本营最终放弃了夺回瓜岛的努力。1943年1月4日，日军大本营下达了从瓜岛撤退的命令。
代号为“K号作战”的日军撤退行动计划十分周密。鉴于瓜岛美军不断向日军发动进攻，岛上部队无力保持现有阵地，因此日军从第38师团抽调了约700人，于1月14日送上瓜岛。这支部队对外宣称是第四次总攻的先锋，其实是保障瓜岛部队撤离的殿后部队。为分散美军的注意，日军还于1943年1月15日组织了一次牵制行动，通过无线电佯动迷惑美军。由于计划周密、准备充分、伪装逼真、行动果断，2月1日起，桥本少将率领20艘驱逐舰在敌方掌握制海权、制空权的不利条件下，经过三次撤退，共撤出1.3万余人，制造了战争史上一个罕见的奇迹。对于这次行动，美军竟一无所知，直到两天后在瓜岛上找不到日军踪影时才恍然大悟。2月9日下午，美军完全占领瓜岛，成为瓜岛长达六个月激烈争夺的最后胜利者。
兵力占有优势的日军为什么会在瓜岛争夺战中败得这样惨？
非常关键的一点是日本人把自己给蒙蔽了。
中国古代有“三十六计”，其中第8计为“暗渡陈仓”。说刘邦手下大将韩信率军攻楚，命大将军樊哙带1万人，大张旗鼓地修复栈道。由于山路崎岖，栈道全部被毁，将士们连立足之地都没有。樊哙暗暗叫苦不迭，如此庞大工程，就是10万人修一年也修不完呀。项羽手下把守关中第一道关的大将章邯也不以为然。而在这时，韩信率3万精兵，秘密沿陈仓小路急行军，将士们披荆斩棘，昼夜兼程，仅用半个月的时间，突然出现在关中。章邯闻知大惊失色，但是由于没有防备，简直是束手无策，只得硬着头皮应战，结果连丢三座城池。最后，章邯怕兵败被俘受辱，拔刀自尽。
章邯棋输，就输在被“明修栈道”这个假动作而迷惑，没有做好有效防备。
日军在瓜岛之战也是如此。但是，与章邯不同的是，不是美军的假招子有多漂亮，而是日军被战争初期的胜利蒙住了眼睛，把美军的真招子，看成是假招子。
章邯面对韩信“明修栈道”，是由于他认为工程浩大，根本不可能在短时间修好，而疏于戒备；而日军面对美军攻占瓜岛机场，则是认为美军刚刚在萨沃岛海战失败，而不可能在瓜岛大举兴兵，进而没有集中兵力到瓜岛。
两个“不可能”，前者是被敌人的行动麻痹，而后者是被自己的胜利所麻痹。结局都是一个：失败！
“明修栈道，暗渡陈仓”被人们作为重要的军事谋略所广为传颂，并走出军事领域，成为人们日常生活表达的一个成语。而日军在瓜岛之败，却也作为教训归于历史。
瓜岛争夺战中，美、日双方海空交战30多次，各损失驱逐舰以上的战斗舰只24艘，日军损失飞机600架，超过美军。参战的6万美陆军和陆战队官兵有1600人阵亡，4200人受伤。岛上的3.6万日军，阵亡及失踪1.4万，病死9000人，被俘1000人。
瓜岛争夺战，是日军在南太平洋上末日的开始，日军不仅没有实现重新夺回战略主动权的企图，反而遭到进一步削弱，从此被迫处于战略守势，处处设防，步步被动。瓜岛之战后，美军开始了在太平洋上的战略反攻，而日本，这个曾经横行太平洋上的海盗，也逐渐走上了大势已去的溃败道路。
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