為避免被殲，日聯合艦隊司令古賀峰一迅速命令日艦主力撤離特魯克群島，逃至菲律賓海域。
美軍以損失25架飛機和一艘航空母艦遭重創的代價，取得了擊毀日軍飛機275架，擊沉作戰艦艇15艘、輔助艦船24艘的戰果。
美軍在攻占了馬紹爾群島之後，決定繞過日軍已堅固設防的加羅林群島，跨越約1000海裏的路程，直取馬裏亞納群島。
美軍攻占馬裏亞納群島的目的是：
占領該島作為海空軍前進基地，以便進一步奪取西太平洋的海空控製權；切斷日本本土與南太平洋諸島之間的海上交通線，為下一步向帛琉、菲律賓、台灣和小笠原群島進攻打開通路，並為對日本本土實施遠程轟炸創造條件。
這次代號為“奇襲”的戰役行動，是美軍在太平洋戰場發起反攻後規模最大的一次兩棲作戰行動。為確保戰役勝利，美軍的準備工作耗費了長達三個月的時間，擬動用中太平洋的幾乎全部海空力量及地麵部隊。
1944年6月6日，即歐洲盟軍發起諾曼底登陸的同一天，由約650艘艦船組成的美國大艦隊，在斯普魯恩斯海軍上將的統一指揮下，開始了“奇襲”行動的征程。
6月11日，美第五十八航空母艦特混編隊到達關島以東200海裏處，出動艦載機對馬裏亞納群島的南部諸島實施猛烈的空襲。
6月14日，該編隊又派出兩個戰鬥機群空襲了硫磺島和父島的機場，以切斷馬裏亞納群島與日本本土的空中聯係，使其處於完全孤立的狀態。
與此同時，美海軍的若幹艘潛艇，也在馬裏亞納群島的附近海區展開，以偵察和監視日本海軍艦隊的活動。通過預先航空火力準備，美第五十八航空母艦特混編隊在馬裏亞納群島附近海區共擊落和擊毀日軍岸基飛機147架，基本上掌握了製空權，為美軍實施登陸作戰創造了條件。
6月15日晨，在海軍艦炮的轟擊掩護下，美第一批海軍陸戰隊員分乘600輛兩棲登陸車從8個灘頭登上塞班島海灘。
從海上的護航航空母艦上起飛的“複仇者”式飛機，以火箭對灘頭日軍實施最後一輪的火力突擊。在不到20分鍾的時間內，就有8000多名美軍海軍陸戰隊員登上了塞班島。至傍晚時分，上岸美軍總數已達20000餘人，並為翌日向內陸發起大規模攻擊做好了準備。
在登陸美軍當麵防守的是由齋藤將軍指揮的日軍第四十三師。該師經過15日憑借高地頑強阻擊美軍向內陸擴展後，於16日淩晨3時集合千餘名士兵和36輛坦克衝下高地，向上陸美軍發起了首次反擊，但這次反擊立即遭到美沿海驅逐艦炮火的有力攔阻，很快歸於失敗。
然而，齋藤並未停止其反擊行動，隨後他又連續組織力量向灘頭美軍反撲，直至其力量損失超過3／4後，齋藤才被迫打消了反攻的企圖，轉而固守塔波喬山頂，以待日軍海空力量在決戰中擊潰美國艦隊後前來解圍。
6月16日下午，正當塞班島上登陸美軍同守島日軍激戰之時，斯普魯恩斯在他的旗艦“印第安納波利斯”號上舉行了一次海軍和兩棲作戰部隊指揮官的會議。
他通報了在菲律賓群島海域巡邏的美軍潛艇發回的有關兩支日軍大型海軍艦隊正駛過聖貝納迪諾海峽和蘇裏高海峽的無線電報告，認為日海軍此舉顯然是駛向馬裏亞納群島，意欲摧毀美軍的灘頭堡。
鑒於此，斯普魯恩斯決定暫不進攻關島，遂命令運載美第二十七師的艦隊向西行駛，增援塞班島美軍，同時命令米切爾的第五十八航空母艦特混編隊采取必要行動，騷擾日艦隊。
18日，美海軍陸戰隊繼續在塞班島激戰，向加拉潘城和位於該島北部的阿斯利托的主要機場推進。由於米切爾統率的航空母艦和其他美軍艦隻改變了行動計劃，無法給登陸部隊提供足夠的海軍火力支援，故島上美軍的每一步推進都付出了高昂代價。但美軍仍在日落時占領了日軍主機場。
21日，隨著日艦隊在菲律賓海戰中的失敗，齋藤將軍意識到他的守軍已孤立無援。他命令島上日軍死守到最後一粒子彈，旨在使美軍為奪取塞班島付出沉重代價。
美第二和第四海軍陸戰師以及剛上陸不久的美陸軍第二十七師由南向北穩步推進，至7月初，已將日軍逼退到塞班島北部1／3的地方。
隨著美軍壓縮式的推進，殘餘日軍的抵抗越來越激烈。
霍蘭·史密斯將軍由於對美軍前進速度不滿，解除了拉爾夫·史密斯少將對第二十七師的指揮權，親自指揮作戰。
至7月6日，美軍的壓力已使龜縮在塞班島北角山洞裏的日軍徹底絕望，守島日軍司令齋藤義次和日軍中太平洋艦隊司令南雲忠一相繼自殺。
7月9日，塞班島之戰終於結束。此戰美軍亡3126人，傷約13200人，另有326人失蹤；而日本軍死亡人數約為27000人，僅2000人被俘。
當美日地麵部隊在塞班島上鏖戰之時，美海軍第五艦隊和日聯合艦隊的主力第一機動艦隊，在菲律賓海域進行了一場大規模的海戰，它的勝負直接影響了美日地麵部隊在塞班島上的爭奪戰。
6月17日晨，斯普魯恩斯確切獲悉小澤治三郎已率艦隊進入菲律賓海的行動後，立即指示位於提尼安島以西135海裏的米切爾第五十八航空母艦特混編隊返航。黃昏時分，美海軍集合完畢。
斯普魯恩斯第五艦隊在太平洋上擺開30海裏長的Ｆ形陣勢。米切爾的4個航空母艦群組成了Ｆ陣勢的兩條橫道，而李少將特遣艦隊的7艘戰列艦組成了Ｆ陣勢的豎線。
斯普魯恩斯通過無線電發布戰鬥命令：
米切爾的艦載機務必首先摧毀日航空母艦，然後攻擊日戰列艦和巡洋艦……李少將的艦隊則負責摧毀日艦……
幾乎與此同時，遠在東京坐鎮指揮的豐田副武將軍，也向正在橫越太平洋朝塞班島駛去的日第一機動艦隊發出戰鬥命令。雖然與美國艦隊相比小澤的艦隊明顯處於劣勢，特別是作戰飛機，美軍兩倍於日軍，但豐田認為這一差距可用陸基飛機來彌補。