9月19日，日军第二十师团中井支队—以步兵第七十八联队为基干组成，支队长为师团步兵指挥官中井增太郎少将—在从马当通往莱城的马卡姆河谷与向北追击的澳军第七师迎头相遇。尽管兵力居于劣势，但中井率部占据有利地形死死挡住了澳军的多轮进攻。
看到澳军在马卡姆河谷逡巡不前，麦克阿瑟寻隙打出了极有力的“左勾拳”。就在第五十一师团走入深山一周后的9月22日，澳军第九师第二十旅从莱城出发，由巴比少将第七舰队两栖编队运送，航行150公里抵达胡翁半岛最东端，23日拂晓在芬什哈芬港以北的安徒角突然登陆。
根据之前得到的情报，麦克阿瑟判断芬什哈芬地区日军防御薄弱。自登陆新几内亚以来，芬什哈芬港一直担任日军后勤补给枢纽的重要任务，也是他们在新几内亚东岸的最后据点。如芬什哈芬被美军占领，就意味着日军彻底放弃了新几内亚东部地区。起初因战火尚未烧到此处，驻守该地的日军仅海军第八十五警备队的435人。麦克阿瑟认为，以5000澳军剿灭如此小股日军易如探囊取物。
盟军的情报出现了失误。在此之前，第一船舶团司令部、第五十一师团下属第四野战医院先后进驻芬什哈芬。为确保后勤机关的安全，安达又将第四十一师团第二三八联队第一大队的750人派往此地。在澳军登陆之前，第十八军又指示第二十师团陆续向当地增派了步兵第八十联队一部及野战炮兵第二十六联队第三中队。当9月23日澳军来攻时，芬什哈芬日本驻军已超过了4000人，指挥官为军衔最高的船舶部队司令官山田荣三少将。
山田判断盟军的进攻很可能来自陆地，于是将主力部署在芬什哈芬以南和西南地区，安徒角只有一个步兵中队100余人把守。澳军的登陆完全出乎日军的意料，登陆之初几乎没有遭到像样的抵抗。获悉澳军登陆之后，山田立即投入主力进行反击。由于对敌情估计不足且缺乏必要的海空火力支援，澳军第二十步兵旅被日军压制在滩头逡巡不前，双方暂时形成对峙。此时如果日军精锐第二十师团主力能及时感到，将登陆澳军赶下大海的可能性还是非常大的。
关键时刻，新几内亚恶劣的自然条件再次帮了盟军的大忙。早在9月上旬，第二十师团就奉安达中将之命从马当出发，经赛尔多、西奥地区快速驰援芬什哈芬。由于完全失去了制空权和制海权，日军无法经海路快速运兵，只能徒步走完两地之间400公里的路程。10月1日，当增援日军费尽千辛万苦行进至距芬什哈芬仅100公里的西奥地区时，澳军增援的一个步兵旅从海上及时赶到，一举打破了战场均势。
在山田少将指挥下，日军拼命抗击澳军两个旅的进攻达10天之久。眼见援兵久久不至，山田只好率残兵撤离海岸，退守澳军登陆场以西的主要通道萨蒂尔贝尔古高地。据险死守的山田再次坚持10天之后，10月11日，他们终于盼来了第二十师团师团长片桐茂中将亲自带队的先头部队—之前青木重诚中将在6月29日因脑病性疟疾病死，师团长职务由片桐接任。在对现场形势进行初步判断之后，片桐决定对澳军登陆场发起“逆登陆”，但他必须等到师团主力、林田金城大佐的第七十九步兵联队赶来。5天之后，该部经长途行军抵达前线。
在经过一番精心策划之后，10月16日，片桐以第七十九、第八十联队为主力对澳军正面发起强攻，同时精选第七十九联队第三大队184名士兵组成敢死队—因队长是杉野中尉因此被称作“杉野挺进队”—乘坐船舶工兵第五联队残存的3艘登陆艇，在澳军登陆场侧后发起“逆登陆”。
就在日军发起攻击前一天的10月15日，一名澳军士兵幸运捡到了一名日军军官丢失的背包，从中知晓了日军“逆登陆”计划并事先做好了“迎接”准备。10月17日凌晨1时30分，杉野挺进队乘3艘登陆艇—其中1艘出航不久因故障返回—刚刚在海岸线登陆，立即遭到澳军伏兵的迎头痛击。挺进队当场战死72人，杉野本人也身受重伤，日军“逆登陆”完全归于失败。
日军两个联队的正面进攻刚刚发起，立即遭到澳军远程火炮和第五航空队数十架战机的联合绞杀，伤亡惨重。刚刚经过400公里长途跋涉的第二十师团能投入反击的仅山炮一门，在澳军强大的炮火面前几乎可以忽略不计。此时日军再次出现了补给短缺。第二十师团的补给先由从拉包尔出发的潜艇或从马当出发的大型机艇运往西奥，再经陆路或海路运往前线。盟军舰艇和航空部队到处寻歼日军运输舰船同时反复炮击沿海道路，致使日军补给难以及时送达现场。日军士兵每人每日的口粮只能维持标准定量的四分之一，弹药短缺和饥疲交加导致第二十师团的战斗力急剧下降。10月24日，片桐无奈下令终止进攻，双方暂时陷入对峙。
11月初，安达军司令官亲临现场，准备再次组织对港口的反攻。片桐中将汇报说，全体官兵的体力消耗已达极限。安达询问炮兵的情况，片桐说炮倒有8门，不过炮弹加起来不到100发。从后方运来1发炮弹至少需要五六名士兵，因要躲避盟军空袭，他们每天只能前进4公里，走完20公里路程至少要花费5天时间。片桐已经命令炮兵部队只有在万不得已的情况下才能打上一炮。最后片桐沮丧地说：“要是像美国人那样恣意浪费，咱们的炮弹不到5分钟就打光了。”
11月16日，澳军率先打破僵局，他们先是以重炮和数十架飞机对日军阵地实施打击，随后以斯图亚特轻型坦克带领步兵发起冲锋。日军第八十联队死守萨蒂尔贝尔古高地，第七十九联队于22日凌晨反击澳军右翼，毫无结果。第六飞行师团每天仅有少数几架飞机可以飞临战场支援，而盟军在500公里范围内有多处航空基地，每天前来扔丨炸丨弹的轰炸机逾百架，一众护航战斗机也追着日军士兵的屁股肆意扫射。到11月28日，萨蒂尔贝尔古高地被澳军攻克，日军夺回芬什哈芬的希望彻底化为泡影。
鉴于战线已日益远离拉包尔，鲛岛的第八舰队连所罗门群岛都招呼不过来，更别提为第十八军提供支援了。11月15日，大本营海军部决定成立从属于草鹿东南方面舰队的第九舰队，司令部设在韦瓦克，专注于新几内亚方面作战。此时捉襟见肘的古贺已抽不出更多舰只，第九舰队司令官远藤喜一中将的旗舰仅是排水量1400吨的“白鹰”号敷设舰，下辖驱逐舰“不知火”号、扫雷艇4艘和潜艇数艘，其余还有第二、第七根据地部队。尽管金凯德的第三舰队实力不强，但对付日军的第九舰队绰绰有余。之前日本海军中小林仁中将的第四舰队一直垫底，这回终于盼来了“副班长”。
前线局势日益恶化，12月17日，今村命令安达放弃进攻向西奥“转进”。19日，日军第二十师团逐步与澳军脱离接触向西北撤退。芬什哈芬争夺战以盟军的胜利告终。此战日军投入的12500名兵员中损失多达5500人，王牌第二十师团几乎被打残。
至此盟军完全控制了胡翁半岛。芬什哈芬港的对岸，就是拉包尔所在新不列颠岛东端的格罗斯特角。盟军西南太平洋战区已经从西面完成了对拉包尔的封锁。
在此期间，哈尔西的南太平洋部队业已跳过科隆班加拉岛夺取了维拉拉维拉岛，继而对拉包尔东部的最后屏障布干维尔岛发起了迅猛攻势。
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