10時00分，蒼龍號的十三試偵察機按利根4號機報告的錯誤方位，沒能找到美國航母。
10時10分，蘭斯馬塞少校的約克鎮第3俯衝轟炸機中隊開始攻擊飛龍號，掩護他的6架F4F的指揮官瓊-薩奇少校第一次以他的“薩奇剪”戰術麵對15架零戰，盡管戰果可觀（損失1架，擊落5架零戰），但是12架TBD中有10架被擊落，剩下的最後也都在海上迫降了。射向飛龍號的5條魚*雷無一命中。
10時20分，由於美軍的攻擊，飛機甲板開始執行給護航的零式戰鬥機加油加彈作業，無法準備反擊波。正當日軍戰鬥機在低空忙著驅趕美軍魚*雷機時，南雲艦隊的上空出現了33架由克拉倫斯?麥克拉斯基少校率領從企業號起飛的無畏式俯衝轟炸機。此時，日艦正在掉頭轉到迎風的方向，處於極易受攻擊的境地，隻停放著幾架零式戰鬥機。
10時24分，第一架換班的防空日本戰鬥機飛離飛行甲板時，企業號的33架“無畏”式俯衝轟炸機，分成2個中隊分別攻擊赤城號航空母艦和加賀號航空母艦（此時該幾艦沒有做好放飛攻擊編隊的準備），接踵而來的17架從約克鎮號航空母艦上起飛的“無畏”式俯衝轟炸機則專門攻擊蒼龍號航空母艦。日軍的3艘航空母艦刹那間變成了三團火球，堆放在甲板上的的飛機以及燃料和彈藥引起大爆炸，火光直衝雲霄，短短的5分鍾，日本三艘航空母艦被徹底炸毀了。
10時40分，接替指揮空中作戰的日第2航空戰隊司令官山口多聞少將發動反擊，18架由“九九”式俯衝轟炸機和6架零式戰鬥機組成的攻擊編隊從飛龍號航空母艦起飛。飛向目標途中，發現了一批正在返航的美軍轟炸機，便悄悄的尾隨。就因如此，日機成功的找到了約克鎮號，並立即發動攻擊。3顆炸彈命中約克鎮號，雖然遭到破壞，但是在美軍船員的極力搶修下，恢複了航行功能。
11時30分，南雲中將及其幕僚轉移到了長良號巡洋艦，開始集合殘餘的艦隊。
13時40分，10架日軍“九七”式魚*雷攻擊機和6架“零”式戰鬥機又從飛龍號飛來，對受傷的約克鎮號發起了第二次攻擊（日方由友永指揮。由於約克鎮號已被修好，日機飛行員誤把它當成另一艘姊妹艦）。約克鎮號這次就沒那麼幸運，被兩枚魚*雷擊中，左舷附近掀開兩個大洞，並把艦舵給軋住了。弗萊徹少將被迫轉移到巡洋艦，將指揮權移交給斯普魯恩斯少將。
14時45分，美軍偵察機發現日軍飛龍號航空母艦，斯普魯恩斯立即命令企業號、大黃蜂號航空母艦的30架“無畏”式俯衝轟炸機起飛，去攻擊飛龍號。
15時00分，美軍約克鎮號的艦長巴克馬斯特被迫下令棄艦。然而，它卻並沒有沉沒，於是美軍又回到該艦上，試圖由拖船拖向珍珠港。
16時45分，美軍企業號航空母艦的俯衝轟炸機成功地攻擊了日軍剩下的飛龍號。飛龍號當即命中4彈，船上一片火海。
19時13分，蒼龍號與加賀號先後沉沒。
20時30分，南雲五十六命令伊168號潛艇於2300時開始對AF的機場炮擊，並通知說之後會有第七戰隊（栗田）加入炮擊。
22時50分，南雲報告：“敵人還有航母4艘，我方航母全滅。”以上是我方觀察員的全程觀察報告。”
“雙方傷亡如何？”
“美國方麵1艘航空母艦（“約克城號航空母艦”），1艘驅逐艦（“哈曼”），147架飛機（多為被擊落），307人陣亡。日本方麵損失4艘航空母艦（“赤城”“加賀”“蒼龍”“飛龍”），1艘重巡洋艦（“三隈”），332架飛機（包括備用機，被炸毀於航母約280架，僅被擊落42架），3600人陣亡。”
“也就是說日本聯合艦隊僅僅在上午10:20到24分這五分鍾裏就損失了三艘航母，才導致了聯合艦隊的全麵失利。”陳嘉良上*將放下手裏的報告，有些詫異的問道。
“從觀察員的情報來看，是這樣的。陳將軍”軍事情報局的軍官回答道。“楚帥，請問還有什麼需要我們提供的資料嗎？”
“沒有什麼了，如果有的話，我會隨時聯係你們的。辛苦了！”情報軍官退下，楚肇東仍然站在窗口，看著正在進港的032“越”號航母，這是去年剛剛下水的一艘古國級主力航母，如果日本聯合艦隊擁有的是這種斜角甲板布局的大型航母，同時起降的話，美國海軍航空兵就不一定有這種好機會了。但是命運往往就決定於這短短的五分鍾，日本人已經元氣大傷，接下來美國人一定不會放棄這種痛打落水狗的好機會。中國海軍是否已經做好了當漁翁的準備了呢？老元帥的心裏依然忐忑不安。