三支以入侵所羅門群島及摩斯比港為主的日本艦隊由兩艘新建大型航母，即“翔鶴”及“瑞鶴”號（兩者皆曾參與過珍珠港之役）、一艘小型航母祥鳳、兩艘重巡及支援船艦組成，而盟軍由攔截的無線電得知日軍的陸基戰機已經南移且即將發生一場戰鬥。與此同時，美軍的“約克鎮”號（CV—5）已在傑克.弗萊徹少將的指揮下進入珊瑚海，“列克星頓”號（CV—2）還在半途，另有一支盟軍的聯合水麵艦隊也前來迎戰。而“大黃蜂”號及“企業”號因執行完杜立德對東京的轟炸任務，雖然南下馳援，但因到得太晚而無法參與戰鬥。
“列克星頓”號於5月1日加入“約克鎮”號的戰鬥序列。日軍則在毫無意外的情況下於5月3日占領了圖拉吉，並且開始動工興建水上飛機基地。在填補燃料後，“約克鎮”號於5月4日接近圖拉吉，對日軍船艦及戰機有三波成功的攻擊，此舉也讓日軍得知美軍航母的出現，但美軍艦載機在向南退到集結點與“列克星頓”號及新加入的巡洋艦會合前，至少擊沉了一艘驅逐艦（“菊月”號），並摧毀水上飛機基地及損傷多艘船艦，同時間，日軍兩艘大型航母已由所羅門群島南方逐步逼近，恰好將盟軍艦隊包圍在兩支日軍艦隊中。
5月6日，陸基轟炸機B—17以奇低無比的成功率攻擊了逐漸接近摩斯比港的入侵艦隊。雖然雙邊的偵察機擴大搜索範圍，但是多雲的天氣讓兩邊都找不到對方，兩支艦隊花了一整晚搜索對方，但兩艦相距隻有70海裏。
當晚，弗萊徹思考著他的首要任務是保衛摩斯比港，所以他隻好下了一個困難的決定：將盟軍主要的水麵艦隊一分為二，以澳洲海軍少將約翰·喀瑞斯為首的一支要阻擋可能出現的入侵艦隊。庫瑞斯的艦隊由巡洋艦“澳大利亞”號、“芝加哥”號及“霍巴特”號為主，。另有驅逐艦“柏金斯”號、“威基”號及“費拉卡特”號。弗萊徹及庫瑞斯知道，在沒有空中掩護的情況下暴露水麵艦給陸基戰機攻擊，隻會重演5個月前“威爾士王子”號及“卻敵”號的悲劇。然而他們所害怕的事情就在5月7日下午，一個中隊的日軍魚雷轟炸機鎖定巡洋艦之後以及接下來密集的空中攻擊成真不論是走好運還是技術高超，盟軍的艦隊居然在隻有少數的傷亡及損傷下躲過日軍密集的空中攻擊。然而在躲過日軍攻擊後幾分鍾的時間，喀瑞斯的艦隊居然遭到友軍B—17的高空水平轟炸，“柏金斯”號及“費拉卡特”號再次躲過了友軍的炸彈。
5月7日，兩隻艦隊所有可以作戰的艦載機都起飛，都沒有發現對方，但也攻擊了彼此附屬的船艦：日軍艦載機發現了美軍艦隊的油料補給船USS Neosho（AO—23）及護航驅逐艦USS Sims（DD—409），誤以為是一艘航母及一艘巡洋艦，攻擊之後，Sims被擊沉而Neosho被擊毀失去作戰能力；同時間，美軍艦載機錯過了翔鶴及瑞鶴兩艘航空母艦，但找到了由輕型航母祥鳳所護航的入侵艦隊，在美軍艦載機的攻擊下，祥鳳很快就沉沒了。在過去的5個月，盟軍損失了一打的軍艦，但都無法擊沉一個主要的日軍目標，“祥鳳”號是輕型航母，但是簡潔的無線電訊息“抓到一支航母”傳回“列克星頓”號代表的是盟軍艦隊在太平洋戰爭中的首次勝利。
5月8日，在黎明的曙光中，兩支主要的航母艦隊終於找到彼此，而且雙方都盡其所能突襲對方，雙方的艦載機在空中擦身而過。瑞鶴因為有雨的掩護而躲過了偵測，但是翔鶴則是被炸彈擊中三次，船身傾斜並且著火，無法進行艦載機起降，實際上退出戰鬥。
此時美國戰艦“列克星頓”號已被擊中燃燒，另外兩艘美軍的航母也被日軍的攻擊擊中。“約克鎮”號被炸彈擊中的同時，較大且較低機動力的“列克星頓”號則被炸彈及魚雷擊中後漏出的航空用油很可能在一個小時後爆炸，造成人員傷亡，所以必須棄船，“列克星頓”號也被美軍以魚雷擊沉，避免日軍俘虜。
庫瑞斯的艦隊持續阻擋在日軍入侵艦隊及摩斯比港之間，井上則是被返航的艦載機報告所指出的盟軍巡洋艦及驅逐艦戰力誤導，而下令人侵艦隊返航。由於翔鶴被嚴重擊傷且瑞鶴短缺艦載機，兩者都無法在一個月之後加入對太平洋戰爭有決定性的中途島之戰的日軍作戰序列。損傷的“約克鎮”號則是回到珍珠港進行整補及維修。