Разумеется, командующий 24-й воздушной флотилии не собирался просить о помощи, имея под рукой такую мощную (как он считал) ударную силу. Однако внезапно выяснилось, что 4-я авиагруппа не готова к полноценной атаке американского соединения. В Рабауле было только две эскадрильи бомбардировщиков-торпедоносцев из трёх. Вдобавок, в Рабаул ещё не завезли торпеды, и «ударники» Тип 1 могли рассчитывать максимум на 250-кг бомбы. Но самым неприятным оказалось то, что все 10 новых истребителей Тип 0, уже полученных авиагруппой, не имели подвесных топливных баков, поэтому не могли сопроводить ударные самолёты до цели и вернуться обратно. 16 истребителей Тип 96 авиагруппы подвесные топливные баки имели, но даже с этими баками им не хватало дальности полёта для сопровождения бомбардировщиков. Некоторые офицеры штаба 24-й флотилии предлагали подождать, когда американцы подойдут поближе, но вице-адмирал Готоо ждать не хотел и приказал командиру 4-й АГ атаковать без истребительного прикрытия.
Как было положено по уставу, командир авиагруппы капитан 1-го ранга Моритама Хироси руководил с земли, поэтому в атаку самолёты группы повёл командир отряда ударных самолётов капитан 3-го ранга Итоо Такудзоо, летевший в самолёте командира 1-й эскадрильи капитан-лейтенанта Сэто Ёгоро. 2-ю эскадрилью возглавил капитан-лейтенант Накагава Масаёси. В 1-й эскадрилье в бой пошло 8 машин (девятый самолёт остался на земле из-за неисправности), во 2-й — 9. При этом каждый G4M1 нёс всего по две 250-кг бомбы.
Авианосец «Лексингтон» в октябре 1941 г.
Японские самолёты атакуют «Лексингтон» в мае 1942 г. (фото снято японским лётчиком). 20 февраля 1942 г. японские лётчики наблюдали похожую картину
Вдобавок ко всем проблемам, в полёте эскадрильи разделились из-за плохой погоды и сильной облачности. Оставался шанс, что облачность поможет «рикко» подобраться поближе к американскому авианосцу незамеченными, но на борту «Лексингтона» был «глаз», которому не мешали облака — радар «СХАМ». Он и обнаружил 2-ю эскадрилью около 16.11 — за 24 минуты до того, как сам капитан-лейтенант Накагава сообщил об обнаружении американского соединения. Предупреждение радара оказалось, скорее всего, спасительным для «Лексингтона», поскольку часть его истребителей как раз заправлялась на палубе, а часть — готовилась сесть для дозаправки. Вдобавок, радар позволил офицеру наведения истребителей навести на цель находящееся в воздухе 3-е звено эскадрильи VF-3 под командованием капитан-лейтенанта Ноеля Гейлера (всего 6 истребителей F4F «Уайлдкет»), Несмотря на сильный огонь с бомбардировщиков, они упорно атаковали неприятеля, сбив 5 G4M1, в том числе и самолёт Накагава. Гибель командира, похоже, заставила дрогнуть уцелевших пилотов, и они замешкались с бомбёжкой, что позволило вступить в бой аврально поднятому в воздух 2-му звену (5 F4F). Атаки истребителей, сильный (хотя и неточный) зенитный огонь и лихое маневрирование авианосца привели к тому, что ближайшая бомба упала в добрых трех километрах от борта корабля. Гораздо более опасной оказалась попытка одного из повреждённых ударных самолётов таранить «Лексингтон». Несмотря на шквал зенитного огня, японский самолёт всё тянулся к вражескому авианосцу, пока, изрешечённый, не рухнул в воду в 75 метрах за кормой «Лексингтона».
Оставшиеся три японских самолёта разделились и пытались уйти на бреющем, прикрывшись от атак снизу водой. Но две машины сбили истребители во главе с командиром эскадрильи VF-3 капитаном 3-го ранга Джоном Тачем и присоединившийся к ним на своём пикировщике SBD «Донтлесс» заместитель командира эскадрильи VSB-2 капитан- лейтенант Эдвард Аллен и его бортстрелок. А последний самолёт, ускользнувший от побоища у «Лексингтона», уже на обратном пути наткнулся на «Донтлесс» заместителя командира эскадрильи VB-2 капитан-лейтенанта Уолтера Хенри, возвращавшийся из разведывательного полёта. Одна короткая очередь — и японский бомбардировщик рухнул в воду. Из экипажей 2-й эскадрильи не спасся ни один человек. Всё, чем они могли гордиться, это два сбитых уже на отходе «Уайлдкета», причём пилот одного из них уцелел.
Как раз к моменту, когда американские лётчики добивали 2-ю эскадрилью, к 11-му оперативному соединению подлетела 1-я эскадрилья. В 17.00 Итоо сообщил, что видит неприятельские корабли и идёт в атаку. Казалось, 4-й авиагруппе наконец-то улыбнулась удача. Ведь более удачного шанса на успешную атаку сложно и придумать: вражеские истребители и пикировщики заняты на низких высотах и не успевают помещать бомбардировке. Вдобавок радар «Лексингтона» был «забит» многочисленными отметками воздушных целей, в которых было сложно разобраться офицеру наведения истребителей. Поэтому радарное и визуальное обнаружение японских самолётов произошло практически одновременно около 17.00. В этот момент в готовности на палубе «Лексингтона» было всего два самолёта, немедленно поднятые на перехват. Мало того — у ведомого дежурной пары, лейтенанта Мариона Дуфилхо, перекосило патронные ленты, и он мог участвовать в бою только в качестве статиста. Казалось, 8 ударных самолётов капитана 3-го ранга Итоо смогут без проблем отбиться от одинокого «Уайлдкета» и произвести точное бомбометание — но не тут-то было. Дело в том, что за штурвалом этого одинокого «Уайлдкета» сидел капитан-лейтенант Эдвард О’Харе, в котором смелость сочеталась с мастерством (среди прочего, он был одним из лучших стрелков своей эскадрильи). Продемонстрировав виртуозное владение своим истребителем, О’Харе смог за те четыре минуты, пока 1-я эскадрилья подбиралась к «Лексингтону», сбить 3 G4M1 и тяжело повредить ещё 2! При этом только 4 бомбардировщика смогли сбросить свои бомбы, но сбросили их они очень точно: несмотря на потери от атак О’Харе, плотный зенитный огонь и резкие манёвры авианосца ближайшая бомба разорвалась в 100 метрах от корабля. Если бы О’Харе не переполовинил 1-ю эскадрилью до атаки, ударные самолёты имели все шансы поразить «Лексингтон».
Самолёт капитана 3-го ранга Итоо пытается таранить «Лексингтон», 20 февраля 1942 г. На верхнем фото чётко видно, что у машины отсутствует левый мотор
Капитан-лейтенант О’Харе в кабине свого «Уайлдкета», на борту которого уже нарисованы 5 «победных» японских флажков, 1942 г.
Но со сбросом бомб испытания «Лексингтона» не закончились. Машина самого капитана 3-го ранга Итоо, которую О’Харе «выбил» из строя незадолго до сброса японцами бомб, отстрелив ей левый двигатель, ухитрилась не только не упасть в воду, но и сохранить управляемость. Итоо использовал этот шанс не для мягкого приводнения — избавившись от бомб, он бросился в атаку на «Лексингтон», собираясь таранить вражеский авианосец. Но шквал огня зенитных орудий и пулемётов, похоже, выбил всех в пилотской кабине: изрешечённый самолёт проигнорировал резкий манёвр американского корабля, продолжая плавно снижаться прежним курсом, пока не рухнул в воду и не взорвался в 1500 метрах по левому борту авианосца в 17.12. Взрыв был таким сильным, что уцелевшие лётчики 1-й эскадрильи думали, что Итоо всё-таки смог таранить неприятельский авианосец.