Адмирал Кинкейд получил сообщение PBY, обнаружившей авианосцы Нагумо в 3.00 только в 5.12. Ему не хватало информации, поэтому в 5.00 он поднял с “Энтерпрайза” 16 SBD, вооруженных 500-фн бомбами, с приказом атаковать любую цель внутри северного сектора шириной 200 миль. 2 самолета этой группы заметили Авангардное Соединение в 6.17 и сообщили его координаты. Новое донесение они послали в 6.30 и отправились дальше на N, однако найти авианосцы так и не сумели. Но в 6.50 еще 2 группы обнаружили японские авианосцы и передали их координаты Кинкейду. Они были атакованы истребителями прикрытия, однако сумели скрыться в облаках. 2 пилота “Энтерпрайза” перехватили это донесение и в 7.40 сбросили бомбы на ничего не подозревающий “Дзуйхо”. Одна проделала дыру диаметром. 50 футов в кормовой части полетной палубы. “Дзуйхо” больше не мог принимать самолеты и получил приказ возвращаться на Трук, подняв свою авиагруппу в воздух. Таким образом уже во время поисков японский легкий авианосец был выведен из боя. В 6.26 еще одна группа самолетов атаковала тяжелый крейсер “Тонэ”, но безрезультатно.
В 6.50 гидросамолет с японского крейсера заметил американские авианосцы. Нагумо немедленно приготовил самолеты. Первая волна стартовала с “Дзуйкаку”, “Сёкаку” и “Дзуйхо” в 7.55 вместе с истребителями воздушного патруля. В 8.10 “Сёкаку” поднял вторую волну из 24 самолетов, в 8.45 с “Дзуйкаку” стартовали еще 20 самолетов. К этой группе присоединились 29 самолетов с “Дзуньё”.
“Хорнет” поднял в воздух 29 самолетов первой волны только в 7.30. За ними в 8.15 последовали 19 самолетов “Энтерпрайза”. Адмирал Кинкейд оставил 38 истребителей прикрывать авианосцы. Как раз, когда японцы бросили в атаку 137 самолетов, американцы ответили ударом 73 самолетов. Ударные группы разминулись в Воздухе. Иногда, это проходило мирно, иногда встреча завершалась столкновением. “Энтерпрайз” потерял 8 самолетов первой волны при стычке с японским истребителями на полпути к цели.
В 8.59 американские истребители патруля заметили японские пикировщики на высоте 17000 футов. Но американские истребители оказались слишком близко к своим кораблям и на слишком малой высоте, чтобы организовать хорошую защиту. Кольцо кораблей сопровождения не остановило японских пилотов. Атакующие сосредоточили удары на “Хорнете”. (“Энтерпрайз” укрылся в дождевом шквале, и адмирала Кондо решил, что имеет дело только с 1 авианосцем.) В 9.10 бомба попала в кормовую часть полетной палубы с правого борта. Затем японский пилот направил свой самолет прямо в авианосец, врезался в трубу и пробил полетную палубу, после чего взорвались 2 его бомбы. Торпедоносцы добились 2 попаданий в машинное отделение. “Хорнет” потерял ход и уже после этого получил попадания 3 бомбами. 1 взорвалась на полетной палубе, 2 прошли на 4 палубы ниже. Еще один самолет врезался в “Хорнет”, разрушив шахту носового элеватора. Атака длилась всего 10 минут. Но к 10.00 пожары на “Хорнете” были потушены и его взяли на буксир.
В это время “Энтерпрайз” вынырнул из-под спасительного полога и попал под атаку пикировщиков. Однако, благодаря зенитному огню авианосца и кораблей сопровождения, они добились только 2 прямых попаданий и 1 близкого разрыва. Первая бомба попала в носовую часть корабля и взорвалась глубоко в трюме. Вторая попала позади носового элеватора и взорвалась на ангарной палубе. Близкий разрыв изрешетил обшивку на правой раковине корабля. В 10.30 “Энтерпрайз” был атакован 14 торпедоносцами, но попаданий они не добились. В 10.02 эсминец “Портер” был торпедирован японской подводной лодкой. Эсминец “Шо” снял экипаж “Портера” и добил его артогнем.
Ударная волна “Дзуньё” прибыла к цели в 11.21, но добилась только 1 близкого разрыва рядом с “Энтерпрайзом”. Однако получили попадания и были повреждены “Саут Дакота” и “Сан Хуан”. Японская атака завершилась, и “Энтерпрайз”, который испытывал трудности с приемом самолетов, отослал свои бомбардировщики в Эспириту Санто, а сам в 14.00 повернул на S.
Попытки буксировать “Хорнет” оказались неэффективными, и всем лишним людям в 14.40 было приказано покинуть авианосец. В 15.20 снова появились самолеты “Дзуньё” и “Сёкаку” и добились торпедного попадания, затопившего машинное отделение. В 15.40 последовала новая атака пикировщиков, а в 15.50 — еще одна. В полетную палубу справа по корме попала 1 бомба. В 17.20 самолеты “Дзуньё” добились еще одного бомбового попадания, взрыв произошел в теперь уже пустом ангаре. К темноте команда покинула “Хорнет”. Эсминцы “Мастин” и “Андерсон” выпустили в него по 4 торпеды каждый. Однако авианосец отказался тонуть, и американцы бросили пылающую руину. (Он был на следующий день потоплен эсминцами “Макигумо” и “Акигумо” из состава Авангардного Соединения.)