Тем временем, слушая в эфире отчаянные радиограммы несчастного «Сехо», раздираемого американскими бомбами и торпедами, японские самолеты 5-й дивизии нанесли страшный удар по двум кораблям, принятым за «авианосец и крейсер», но в действительности являвшимися танкером «Неошо» и хминцем «Симс».
Спорадические бои в воздухе продолжались до вечера. Когда на американские авианосцы стали садиться последние самолеты, оказалось, что среди них есть и случайные японские гости из 5-й дивизии. Их спугнули беспорядочным огнем, но слежение по радару показало, что они сели на свои палубы, пролетев около 30 миль. Это было опасно: в охранении японских авианосцев наверняка было много эсминцев, и их экипажи хорошо знали, как использовать свои мощные 609-мм торпеды в ночных атаках. Противники разошлись на полных ходах.
Но первое, что они сделали утром — подняли самолеты для разведки. Донесения об обнаружении противников разделили лишь две минуты. С палуб лихорадочно взлетели ударные группы. Опыта дуэлей авианосцев не было ни у одной из сторон, и сражение приняло вид последовательности практически не скоординированных между собой ударов. Поредевшие группы самолетов садились, заправлялись, подвешивали бомбы и торпеды и снова взлетали. К исходу дня выяснилось, что в результате этой свалки японский авианосец «Секаку» получил три попадания полутонных бомб и потерял боеспособность. «Дзуйкаку» избежал существенных повреждений, потому что большую часть времени ему удавалось скрываться за дождевым шквалом. 5-я дивизия потеряла 77 самолетов и большинство их хорошо подготовленных экипажей. Над американским соединением в этот день видимость была отличной. Было потеряно 66 самолетов. «Йорктаун» получил одно бомбовое попадание, в основном сохранив боеспособность. Повреждения «Лексингтона» были куда как тяжелее: в него попали пять бомб и две торпеды, но переоборудованный из линейного крейсерa огромный корабль также был на ходу и до полудня принимал и отправлял самолеты. После полудня, когда японские атаки уже выдыхались, «Лексингтон» потряс объемный взрыв паров бензина, скопившихся во внутренних помещениях. Борьба за живучесть корабля не имела успеха, и его пришлось потопить торпедами своего же эсминца.
Японский командующий был явно потрясен результатом сражения. Опасность характерной для всех тоталитарных государств лживой пропаганды в том и заключается, что в нее начинают верить и вполне разумные люди. Осознание того, что самурайский дух не испепелил даже не превосходящего, а равного по силам противника, стало столь сильным потрясением, что адмирал Иноуэ Сигееси отдал приказ о сворачивании операции. Но, когда соединения вернулись в базы, государственная машина заработала в привычном режиме. Как и во всех других случаях, когда логика приносится в жертву «высшим интересам», результаты такой работы были противоречивы. Адмирал Иноуэ был отстранен от должности, но сражение в Коралловом море было объявлено «неслыханной победой». Говорилось о том, что противник «понес огромные потери и отступил». Потери американцев, как всегда, преувеличивались в несколько раз, но они и на самом деле превосходили японские: огромный «Лексингтон» был более ценен, чем легкий «Сехо». О чем не полагалось спрашивать патриотам, так это зачем японские корабли шли в Коралловое море. Больше в ходе войны японские соединения в этих водах не появлялись.