由于早就预料到还会遭到第四波日军舰载机的攻击，米切尔中将提前做好了应战准备，所以一切进行得有条不紊。这一波日军派出的82架攻击机中只有20多架是烈风式战斗机，数量少于美军的歼五熊猫式战斗机，看见第一道防线就拦下了数量可观的日军飞机，而后面还有一些f6f战斗机正在加速上升，米切尔放下望远镜，焦虑的心情有所缓解。
但就在这个时候，空勤指挥室传来了一个不妙的消息，从关岛方向飞来了大量的敌机，数量可能超过200架。米切尔中将的汗一下子就下来了，他终于明白自己漏算了关岛上的日军陆基飞机。
由于刚刚舰队一直处于混乱之中，米切尔中将一直未曾获得对关岛轰炸的情况，他先入为主地认为派出了近两百多架作战飞机足以将最多有100架日军飞机的关岛给压制住，那知道日军使用了比美军还好的近炸引信，导致了轰炸根本没有发挥出预定的威力，而且关岛上的日军飞机比预料之中的还要多，现在日军陆基飞机的反击来了。
一部分还在爬升美军f6f战斗机接受到最新的命令，转向关岛方向，从海天交接之处，一大群日军飞机已经可以被肉眼看见，数量多得让人发麻。而美军航母上还在起飞尽量将所有的战斗机都放飞出去，甚至连俯冲轰炸机都起飞了，力图使用其尾部机枪对来袭的日军攻击机发起攻击。
现在美军舰队的阵型是标准的防空阵型。外围是驱逐舰、巡洋舰，然后是浑身都是火炮的战列舰，核心的地方才是航空母舰。飞过这些军舰上空的时候，军舰上的高射炮疯狂地对空开火，虽然传统的定高引信相比美军已经大规模使用的近炸引信来说效率低上了许多，但是炮兵们还是拼命地将手中的弹药倾泻到天空之中。那些手握两联装或者三联装20毫米高射机关炮的美军士兵更是拼命地压住开火按钮，并奋力将炮口对准从舰艇上空一掠而过的敌机，哪怕飞溅的弹壳将他们烫伤也毫不在意。
日军的陆基雷电式战斗机是一种利用陆地跑道起飞的优秀战斗机，性能比舰载机烈风式还好好上一些。在对付没有高度和速度优势的f6f方面，这些雷电式战斗机发挥了其最大的威力。惊慌失措的美军飞行员由于失去双机编队的良好队形，纷纷被这些战斗机给击中，美军的防线出现了漏洞，剩下的携带了重磅炸弹或鱼雷的日军流星式攻击机纷纷趁机突破了防线。
这一次日军的主要攻击目标还是中间正在海面上机动躲避的航空母舰。在蔚蓝的大海上，这些舰艇的行驶轨迹划成了圈，非常地好看。舰艇上的防空火力全开，到处都可以看到高射机关炮喷出的火光，高射炮则向中高空喷出一朵朵弹幕，给日军的俯冲轰炸带来难题。
几分钟后，从东面和西面而来的日军攻击机几乎同时到达中央的航母舰队上空，不同的是，从日军航母上起飞的那82架攻击机仅剩下了30多架，而从陆地飞来的攻击机还有100多架。看见天上密密麻麻几乎同时进入俯冲的日军轰炸机，米切尔中将不停地画着十字，现在只有看运气了。
刺耳的气流声响起，庞大的日军攻击机群一起俯冲的气势非常惊人，有的时候就靠这种气势就能使得军舰上的士兵心惊胆颤，无法发挥出平常训练时的水平。按照操典，在日军飞机处于这个阶段的时候，美军战斗机是不应进行追击的，因为担心军舰的防空炮火敌我不分，或者心存犹豫影响开火。但是在这第58特遣舰队前所未有的巨大威胁下面，美军飞行员也顾不得这些了，几乎每个进入俯冲的日军飞机后面都跟得有美军的战斗机在追击和扫射。
空中的交战很激烈，子弹的痕迹不停地划破天际，爆炸的飞机，残余的碎片到处飞溅。战斗到了生死关头，双方战斗机飞行员不约而同的采取了撞击的战术，美军战斗机选择了撞击日军攻击机，而日军战斗机则竭力掩护自己的攻击机。
从中空到底空，这种交战一直在继续。不一会，很多流星式攻击机就俯冲到了洋面之上，这里的高射炮火力更加密集，在日军飞行员眼中，那些航空母舰简直成为了火力刺猬，恐怕今天美军消耗的弹药需要以数百吨、数千吨计吧。
“轰”地一声巨响，米切尔中将所在的列克星敦号航空母舰升降机附近被一枚日军250公斤重航空炸弹所命中，肇事的飞机丢下了四颗这样的炸弹，技术高超的操舵手避开了其中的三枚，但是仍然被命中了一枚。那个时候升降机正在将一架战斗机从机库中提到甲板上来，剧烈的爆炸将这架f6f战斗机像玩具一般抛到空中，然后再重重地砸到飞行甲板上，就在米切尔所在的舰桥不远处。当然那几个地勤人员是凶多吉少了，连升降机都被炸坏，短期内无法使用了。
这只是美军军舰所处状况的一个缩影，这一次日军派来了近300架飞机，其中有200架是携带鱼雷和炸弹的攻击机。这些攻击机分别从高空和低空对美军发起了袭击。航空母舰上的爆炸声不停地响起。相比战列舰这种拥有全尺寸装甲和完整的水密舱的战斗舰来说，航空母舰的被动防护就显得有一些薄弱。由于舰身中需要留下大量的空间来容纳作战飞机、油料和武器，所以它的水密舱设计也变得非常困难。而航空母舰那宽阔的甲板由于尺寸太大，不可能附加上太厚的装甲，但是飞行甲板却恰恰是俯冲轰炸机最容易命中的位置。只要有炸弹穿过飞行甲板，总能给航空母舰脆弱的内部设施带来毁灭性的打击。现在在第58特遣舰队的航母编队中，这种情况正在发生。
一架架日军流星式攻击机就像发现鱼群的海鹰一般以致命的角度俯冲下去，然后直到达到最低点才释放出机腹弹舱中携带的炸弹，紧接着拉起脱离。而那些携带鱼雷的攻击机则在美军驱逐舰构筑的火力防线中灵活地转向，在最近的地方将携带在机腹之下的鱼雷丢入水中。来自天上和海面的袭击让美军应接不暇，在外围的战列舰和巡洋舰开始向中间靠拢，来提供更多的火力支援。
半个小时后，海面上仍然是一片混乱。浓烟弥漫了半边天空，使得无论攻击方还是被攻击方的视线都受到了阻碍。海面上美军军舰还在进行机动，而那些被重伤失去了航行能力的舰只只有在水面上等待救援。日军攻击机基本上投弹完毕，一些油料富裕的战斗机还在跟美军的战斗机缠斗以掩护那些流星式攻击机的撤离。投完弹的流星式攻击机速度可以达到600多公里/小时，但是如果没有拉开足够的距离的话，美军战斗机还是可以追上他们的。
下午2点，历史上最大的一波日军攻击机群离开了，留下了满目苍痍给美国人。在这一波攻击中，巡洋舰、战列舰和驱逐舰几乎完好无损，但是大型航空母舰两艘沉没，两艘重伤，护航航母一艘被击沉。这样一来美军第58特遣舰队总共损失了五艘大型航母和三艘护航航母。现在唯有列克星敦号、胡蜂号和约克城号航母以及数艘护航航母还可以正常工作。
等到所有航母收回飞机后已经是下午3点。侦察机终于给米切尔中将带来了一个好消息，日军舰队的位置已经被发现，就在舰队东北约200海里之处，日军舰队分成了三个编队。侦察机在返回的路途之上甚至还碰上了日军返航的舰载机，双方油料都不富裕，远远地对望了一眼之后分别飞离。而半个小时后，奉命赶往这个海域的美军潜艇大青花鱼号发现了其中的一个日军舰队编队。米切尔中将的口中充满了苦涩，从早上到现在，美军已经遭受了四波攻击才发现日军舰队的位置，这除了运气的原因，日军舰队指挥官采用了最恰当的战术也是其中的原因之一。米切尔不由得再次对那个看不见的对手敬佩起来。
敬佩是一方面，来而不往非礼也，既然知道了日军舰队的位置和规模，美军当然要应战上去。在之前的空袭之中美军的7艘战列舰、18艘巡洋舰和66艘驱逐舰几乎完好无损，航空母舰也仍然有3艘大型航母和4艘护航航母可以动用，在兵力上仍然比侦查到的日军舰队为多。米切尔中将命令留下四艘巡洋舰和一半的驱逐舰来打捞落水人员，救助受伤船只，其他军舰以第七支队的七艘战列舰打头向日军舰队方向航行而去，大青花鱼号潜艇每隔半个小时就会发来日军舰队的位置所在。
日军舰队正在收回作战飞机，所以并没有进行高速机动。预计最快两只舰队相遇的时间要到18日夜间了，剩下的几个小时，足够经过了激烈战斗的美军士兵休息，并让一干高级军官总结今天被袭击的经验了。