Четвертая японская волна тоже ничего не нашла в указанной точке, поиски ничего не дали, так как в этом случае ошибка была еще более заметной, чем в случае с 3-RL Однако самолеты не стали возвращаться на авианосцы, хотя адмирал Одзава и повел их навстречу самолетам, а полетели на аэродромы Гума и Роты, так как во время поисков сожгли слишком много бензина. В результате они натолкнулись на истребители ОГ 58.1. Офицеры наведения истребителей попытались направить туда же самолеты других оперативных групп, но это не удалось. Однако японцам и так хватило. Сначала им пришлось прорываться сквозь истребительный заслон, а когда они выстроились в круг, готовясь заходить на посадку на аэродром Ороте, их атаковали истребители «Эссекса», «Хорнета» и «Каупенса». В результате из 82 самолетов четвертой волны уцелели только 9. Последний воздушный бой состоялся над аэродромом Ороте в 18.25, когда была уничтожена еще одна группа японских самолетов.
К этому времени адмирал Одзава мог подвести некоторые итоги первого дня сражения. Отчасти его план сработал, и за весь день японские авианосцы ни разу не столкнулись с американскими авианосными самолетами, зато при этом флот жестоко пострадал от атак подводных лодок, потеряв два больших авианосца. Как мы уже говорили, причиной этого явилась неподготовленность японских эсминцев к борьбе с подводной угрозой. Потери в авиации оказались чудовищными, хотя Одзава пока этого не знал. Утром он имел 474 самолета, из которых 374 были задействованы в поисках и атаках, уцелели всего 130 машин. Однако сюда нужно приплюсовать еще 50 базовых самолетов, которые потерял адмирал Какута. Из 294 сбитых японских самолетов лишь 17 были уничтожены зенитной артиллерией, все остальные были перебиты в ходе славной «охоты на фазанов». Американцы претендовали на уничтожение 353 самолетов, что составляет совсем ничтожное превышение над истинной цифрой потерь. Ведь историки авиации утверждают, что средний коэффициент барона Мюнхгаузена у летчиков-истребителей равняется трем. Еще 22 самолета погибли на потопленных авианосцах. Часть вернувшихся самолетов имела такие тяжелые повреждения, что участвовать в дальнейших боях не могла. Американцы потеряли 22 самолета, сбитые зенитками над Ороте и в боях с истребителями. Также погибли 3 разведчика, и еще 6 самолетов разбились в авариях.
Итог боя подвел адмирал Митчер. Когда ближе к вечеру у него поинтересовались, чем воздушный патруль может ему помочь, адмирал быстро ответил: «Он и так уже натворил слишком много хорошего!»
Рассвет 20 июня обе стороны встретили традиционно, и американцы, и японцы подняли самолеты-разведчики, причем совершенно одновременно — в 05.30. К сожалению Одзавы, у него больше не осталось достаточного количества палубных самолетов, и он был вынужден использовать гидросамолеты с крейсеров и линкоров Соединения С. Японские разведчики ничего не обнаружили, но из 9 машин не вернулись 3, что тоже говорило о многом. Адмирал Митчер решил проверить западный сектор на расстояние 325 миль. Он надеялся найти если не японский флот, то хотя бы авианосец типа «Сёкаку», который накануне видела «Кавэлла». Предложение поднять ударную группу и направить ее вдоль центральной оси сектора поисков было рассмотрено и быстро отвергнуто. Американские самолеты тоже ничего не обнаружили, не долетев до японских кораблей около 75 миль, и то, что они видели авианосные самолеты, служило слабым утешением. Впрочем, ничего не нашли и «Кейты», которые совершили поиск на глубину до 350 миль. Это не должно никого удивлять, так как Спрюэнс вел погоню более чем вяло. Если японцы отходили со скоростью 18 узлов, то ОС 58 тащилось следом за ними, развив всего лишь 15 узлов. На что рассчитывал американский адмирал, двигаясь с экономической скоростью, сказать сложно. Понятно, что он опасался оставить свои корабли, особенно эсминцы, без топлива, но так погоню не ведут, а вопросы дозаправки можно было решить при наличии желания. Кстати, именно поэтому Митчер радировал Спрюэнсу, предложив направить танкеры на запад, дав им в качестве прикрытия ОГ 58.4.
Спрюэнс из сообщения о замеченных гидросамолетах сделал вывод, что они принадлежат крейсерам, которые сопровождают поврежденный «Дзуйкаку», поэтому он ответил Митчеру: «Поврежденный «Дзуйкаку» все еще может быть на плаву. Если это так, я считаю, что, вероятнее всего, он на северо-западе. Желаю, чтобы сегодня поиск был произведен как можно дальше на запад. Если не будет получено контактов с вражеским флотом, это будет указанием, что флот отходит, и дальнейшее преследование сегодня будет невыгодным. Если вы согласны, ночью отходите к Сайпану. Прикажу нашим танкерам держаться вместе с ОГ 58.4. «Дзуйкаку» следует потопить, если сможем достать его».