Guadalcanal Deniz Muharebesi (İngilizce: Naval Battle of Guadalcanal; Japonca: 第三次ソロモン海戦 Dai-san-ji Soromon Kaisen; "Üçüncü Solomon Denizi Muharebesi"), 12-15 Kasım 1942 tarihleri arasında Solomon Adaları'nda Amerika Birleşik Devletleri Donanması ile Japon İmparatorluk Donanması arasında meydana gelen bir deniz muharebesidir. Muharebe, çoğu Guadalcanal yakınlarında ve hepsi adadaki kara kuvvetlerini takviye etmek için bir Japon girişimi ilgili olmak üzere dört gün boyunca kombine hava ve deniz çatışmalarından oluşmaktaydı. Savaşta bir yüzey çatışmasında öldürülen sadece iki ABD Donanması amirali bu savaşta kaybedildi. Muharebe, aylarca süren Guadalcanal Muharebesi'nin sonucunu belirlemiştir.
Müttefik kuvvetler 7 Ağustos 1942'de Guadalcanal'a indi ve daha sonra Japon ordusu tarafından yapım aşamasında olan Henderson Field adlı bir hava sahasını ele geçirdi. Guadalcanal'a gemi ile gönderilen takviyeleri kullanarak Japon İmparatorluk Ordusu ve Donanması tarafından havaalanını yeniden ele geçirmek için birkaç girişimde bulunuldu ve çabalar sonuçta başarısız oldu. Kasım 1942'nin başlarında Japonlar, havaalanını yeniden ele geçirmek için 7.000 piyade birliğini ve ekipmanlarını Guadalcanal'a götürmek için bir nakliye konvoyu düzenledi. Konvoya tehdit oluşturan Müttefik uçaklarını imha etmek amacıyla Henderson Field'ı bombalamak için birkaç Japon savaş gemisi görevlendirildi. Japonların takviye çabalarını öğrenen ABD kuvvetleri, Henderson Field'ı savunmak ve Japon kara birliklerinin Guadalcanal'a ulaşmasını önlemek için uçak ve savaş gemisi saldırıları başlattı.
Ortaya çıkan savaşta, her iki taraf da geceleri son derece yıkıcı iki yüzey çatışmasında çok sayıda savaş gemisi kaybetti. Yine de ABD, Japonların Henderson Field'ı savaş gemileriyle bombalama girişimlerini geri çevirmeyi başardı. Müttefik uçaklar ayrıca Japon birliklerinin nakliye gemilerinin çoğunu batırdı ve Japon birliklerinin ve ekipmanlarının çoğunun Guadalcanal'a ulaşmasını engelledi. Böylece savaş, Japonya'nın Müttefik güçlerini Guadalcanal ve yakınındaki Tulagi'den çıkarmaya yönelik son büyük girişimi geri döndü ve ABD ve müttefikleri için stratejik bir zaferle sonuçlandı ve Guadalcanal Seferi'nin nihai sonucunun Müttefikler lehine olduğuna karar verdi.