1944年6月19日清晨，通宵東撤的第58特混艦隊位於塞班島西南90海裏、關島西北90海裏的海域，隨後開始轉向，航向西南。經過拂曉時分的一場小規模空戰，美軍艦載機消滅了最後一批來自關島機場的30多架日軍轟炸機和攻擊機，至此，“阿號作戰”要求岸基航空兵配合小澤機動部隊作戰的計劃全部落空。
“發現敵艦隊！”小澤司令部內頓時一陣歡呼。美第58特混艦隊與栗田前衛編隊相距300海裏，與小澤的航母主力相距400海裏，這正是小澤夢寐以求的理想打擊距離，在美艦載機作戰半徑之外，日機終於抓住了搶先攻擊的絕好戰機。隻要令美軍航母的木質飛行甲板中上炸彈，即使隻命中一顆，就能破壞敵艦載機的起飛和降落。更不用說威力更大的魚雷了。“大風”號旗艦桅杆上再次升起奇襲珍珠港時南雲機動部隊所掛的Z字作戰旗。聯合艦隊司令長官豐田海軍上將也發來了訓示：“皇國興亡，在此一舉，全體官兵盡須努力奮戰！”30多年前，東鄉平八郎司令長官就是用這句話來激勵即將同沙皇俄國艦隊決戰的官兵鬥誌的。
6月19日7時25分，第一攻擊波從栗田前衛編隊的3艘輕型艦母上迎風起飛，14架“零”式戰鬥機、43架“零”式戰鬥轟炸機、7架“天山”式魚雷攻擊機共64架艦載機組成的突擊機群在6000米高空向東直撲過去。2個多小時以後，美軍雷達發現了從西麵飛來的日機，距離150海裏。米徹爾命令每一架可以起飛作戰的“惡婦”式戰鬥機起飛，截擊日本飛機。地勤人員在航空母艦整個飛行甲板上立刻忙碌起來，藍衣藍帽的機械員、黃衣黃帽的滑行信號員、綠衣綠帽的攔阻掛鉤員、紫衣紫帽的輪擋員以及紅衣紅帽的消防員各自散開，準備飛機起飛。飛行員們跨進各自飛機的座艙，身大體魁的“惡婦”在馬達的陣陣轟鳴聲中騰空而起，在作戰情報中心的引導下撲向目標。為了騰出飛行甲板讓戰鬥機降落、加油和補充彈藥，魚雷機和俯衝轟炸機也全部起飛，在特混艦隊東側上空待機。約450餘架“惡婦”式戰鬥機組成的機群在離第58航母特混艦隊70海裏空域，遭遇日軍第一攻擊波。“惡婦”式戰鬥機搶先升入高空，飛行員們緊緊扣住6門12.7毫米航炮的射擊按柄，用瞄準鏡對準敵機，居高臨下朝著下方稀稀落落的64架日機俯衝。“埃塞克斯”號戰鬥機中隊長布魯爾海軍中校首次點射就讓一架“零”式開了花，在這架日機的破片掉入海麵之前，布魯爾又緊緊咬住了另一架“零”式戰鬥機。日軍艦載機像樹葉一樣嘩嘩地往下落，數架僥幸未被擊落的日機飛臨李海軍中將的戰列艦編隊，艦隊頓時巨炮齊鳴，裝有近爆引信的空爆炮彈立刻將中太平洋的碧海染成了黑色。總算有一架“零”式戰鬥轟炸機在被擊落前，將一顆250公斤航彈扔在“南達科他”號戰列艦上，但戰列艦的戰鬥力絲毫沒有被減弱。日機第一攻擊波僅有26架飛機返回母艦，而美軍隻損失了1架飛機。
第一攻擊波出發後半小時，48架“零”式戰鬥機、13架“彗星”式俯衝轟炸機和27架“天山”式魚雷攻擊機在2架搜索機的引導下，組成了更大規模的第2攻擊波，它們從“大風”號、“翔鶴”號。“瑞鶴”號航母升空後，成編隊向東進擊，很明顯，這個日機群的指揮官從無指揮大編隊作戰的經驗，竟帶領機群朝栗田前衛編隊的上空飛去，造成海麵上的戰列艦、巡洋艦開炮誤傷了己方的6架飛機。10時40分，“獵殺馬裏亞納火雞”式的空戰開始了，美軍飛行大隊長麥坎普貝爾海軍中校身先士卒，第2次投入戰鬥，他一次次衝入“彗星”俯衝轟炸機隊列，一舉擊落4架，直至把炮彈打光。“惡婦”式戰鬥機占據了絕對優勢，隻要有一架日機企圖帶領幾架飛機衝出隊列，“惡婦”式戰鬥機飛行員就會像牧童那樣，把它們重新趕回機群裏，防止日機散開。“嗨，這真像古代捕殺火雞啊！”一位飛行員欣喜若狂地叫起來，無線電裏充滿了亂哄哄的狂叫和咒罵聲，警告和鼓勵戰友的喊聲。大約有20餘架日機頑強地突破了“惡婦”式戰鬥機的重重包圍，但是剛一接近戰列艦群就被防空火網收拾了。兩架“天山”式魚雷攻擊機勇猛地撲向美環形艦陣的中心，即李海軍中將的旗艦“印第安納”號戰列艦，對準其巨大的艦身射了魚雷後，隨即便被炮火撕成了碎片，日機飛行員至死都未看見兩條魚雷均偏離了目標。就在這同一時刻，又一架“天山”式突入“印第安納”號右舷，但是未能投下魚雷就被擊中起火，燃燒的日軍攻擊機帶著桔黃色火焰猛然撞向戰列艦舷側，炸裂的飛機破片擊中了正好在附近甲板上的5名艦員，“印第安納”號右舷留下了重重的擦痕。11時50分，6架日軍“彗星”式艦載俯衝轟炸機突破被美軍戰鬥機封鎖的空戰區域，向西撲向蒙哥馬利海軍少將的第2航母特混大隊，其中4架對“黃蜂”號航母扔下4顆炸彈，均未直接命中，隻有1顆炸彈在“黃蜂”號上方爆炸，引燃了飛行甲板上的一些燃燒彈，造成一場小火災。另外兩架向“邦克山”號航母急劇俯衝，投下了兩顆近失彈。炸彈在水中爆炸，彈片擊穿了飛機升降機和附近的艦體，引起幾處火災，但立刻被撲滅了。日第二攻擊波的128架艦載機損失非常慘重，隻有28架飛機返回了母艦。