得知對手隻有三艘航母，而且都是由非戰鬥艦艇改裝的輕型航母，已多次跟日本艦隊交手的美方指揮官哈裏-亞內爾上將並沒有草率地認為對手不過爾爾。在派出第二波艦載攻擊機群前去攻擊日本艦隊的同時，他將艦隊攜帶的水上飛機全數派往馬紹爾群島以南海域實施大範圍搜索。
如果日本主力航母就跟在米內光政指揮的戰鬥艦隊後頭，美方的偵察機用不了多久便能探察到對手的真實意圖，然而米內將航母戰隊部署在了遙遠的瑙魯島海域，完全超出了美國艦載機的活動半徑，這一階段雖有數艘美國潛艇在瑙魯島附近活動，但非常不巧的是，它們誰也沒有發現蓄勢待發的日本航母戰隊。
排除了來自南麵的威脅，亞內爾決定大幹一場，於是在這個糟糕的上午，日本聯合艦隊前後四次遭到美軍艦載機的空襲，除第三次敵方機群規模較小而未遭嚴重損失之外，前兩次和最後一次都造成了戰鬥減員。盡管處境艱難，日本艦隊還是竭力發動了兩波反擊，第一波艦載機還未靠近美國艦隊就遭到強力攔截，以折損大半飛機的代價擊傷了兩艘美軍航母。第二批出擊的日本艦載機共30架，已是兩艘輕型航母所能夠派出的全部戰機，結果僅有4架九五艦戰、1架九四艦爆、3架九二艦攻得以返航。
經過一個上午的鏖戰，坐擁5艘戰列艦和3艘戰列巡洋艦的日本聯合艦隊主力已然被對手揍了個麵目全非。代理旗艦“駿河”號挨了兩發航空炸彈，靠近艦尾的一個燃油艙正汩汩地往外漏油；雄武霸氣的“土佐”號挨了一發航彈和一條魚雷，雖然傷勢得到有效控製，湧入底層艦艙的數百噸海水不但拉低了最高航速，也給後麵的戰鬥留下了不小的隱患；威風凜凜的天城級戰列巡洋艦“天城”號憑借極為出色的機動力避開了敵方戰機的一次次攻擊，可誰也不能保證它在下午仍能安然無恙……
敵機隨時可能來襲，正常進餐已無可能，各艦官兵隻好在戰鬥崗位上輪流吃飯團子簡單對付，就這樣挨到了下午1點，還有不少水兵剛剛領到自己的午飯。美國飛行員們像是算好了時間，恰恰在1點過5分出現在了視線中。許多日本艦員隻好將剩下的飯團強行塞進嘴巴，然後匆匆回到高射炮位置上。艦隊僅有的幾架艦戰已難堪大用，這一次艦隊基本上是要靠艦艇炮火應付美軍空襲。
隨著戰鬥警報的拉響，聯合艦隊所屬各戰隊紛紛加速，然而建造年代的不同以及作戰用途各異，有些軍艦的最高航速僅僅20節出頭，有些可以達到34節以上。於是，龐大的艦隊很快失去了原有的整齊隊形，三艘戰巡及護航艦艇加速到了26節航速，五艘戰列艦則以20節出頭的航速自行機動，所剩的兩艘航空母艦在十餘艘輕艦艇的簇擁下編成防空陣型。
有些出人意料的是，此次來襲的美軍艦載機卻不再直奔日軍僅存的兩艘航空母艦而去，而是氣勢洶洶地殺向日本聯合艦隊的旗艦“駿河”號，而且不僅是俯衝轟炸機和魚雷轟炸機輪番上陣，就連戰鬥機也頻頻俯衝而下對戰艦進行掃射。
從日軍艦艇上升騰而起的密集火力在中近空的某些區域形成了看似無懈可擊的火網，但美軍飛行員總能夠在火網之中找到飛機能夠安然穿過的縫隙。很快的，從無畏式俯衝轟炸機上投下的炸彈命中了“駿河”號的舯部。盡管這種中量級的航空炸彈對日艦破壞有限，熾烈的火焰與滾滾而起的濃煙還是讓許多日本海軍官兵驚得目瞪口呆。
有了第一枚，第二、第三枚也在短短數分鍾內接踵而至，這些航空炸彈似乎隻能夠弄髒這艘超級戰列艦整潔的外觀，每每爆炸結束之後，它依然能夠以較快的航速在海麵上進行機動，而且艦上的火勢濃煙也都在水兵們的努力下很快得到控製。與此同時，由於周圍的艦艇都將防空炮火集中過來，為了這三枚炸彈的命中，美軍航空兵竟已損失了六架艦載機。看著一架又一架塗有美軍徽標的戰機淩空爆炸或是拖著狼煙墜海，附近戰艦上的一些日本水兵居然興奮得歡呼起來。
正當聯合艦隊的絕大多數官兵都全神貫注於與這七十多架美軍艦載機的海空大戰之時，二十架銀灰色塗裝、擁有粗壯起落架並且在機腹掛載有重磅炸彈的飛機以超過一萬四千英尺的高度飛臨戰場。它們的機身和機翼塗刷著美國海軍航空兵的徽標，然而大鷗式的輪廓卻屬於典型的德國風格——在1933年夏天，當同盟國主力艦隊依托聖米格爾島背水一戰時，正是德國容克斯公司研發的Ju-17俯衝轟炸機力挽狂瀾，接連擊沉擊傷美英海軍多艘大型艦艇，給同盟國主力艦隊爭取到了大翻盤的機會，而後在百慕大、巴哈馬、古巴以及弗羅裏達，這些俯衝轟炸機繼續在本方戰鬥機的掩護下碾壓對手的信心。1936年3月，第一批艦載型Ju-17T以零部件的形式運抵美國，僅僅7個星期之後，這款成功的艦載俯衝轟炸機就出現在了太平洋戰場上。與美製沃特SB2U“守護者”相比，Ju-17T有優勢也有劣勢，它們的加入一方麵環節了美軍當下在武器裝備生產方麵的困境，一方麵提高了美軍官兵的信心與士氣。