Пролетев всего 90 миль на северо-запад от своего авианосца и выйдя из полосы плохой погоды, в 9:50 пилот одного из «Донтлессов» с «Лексингтона» капитан 3 ранга У. Гамильтон с высоты 4500 метров в 30 милях справа заметил авианосец в сопровождении трёх крейсеров и 1–2 эсминцев. Первая тройка пикировщиков, ведомая командиром авиагруппы СVG-2 коммандером У. Олтом, проскочив мимо двух патрульных «Зеро», бросилась в атаку не дожидаясь подхода торпедоносцев, близкими разрывами бомб с палубы «Сёхо», уже разворачивавшегося носом к ветру, было сброшено пять готовых к взлёту самолётов. Десять «Донтлессов» ведомые У. Гамильтоном атаковали через пять минут, но тоже ни одного прямого попадания, через семь минут после них последовала совместная атака 12 торпедоносцев и оставшихся 15 пикировщиков, по японским данным и они все промахнулись. Зенитчики и пара «Зеро» до того как с ней расправились «Уайлдкэты» сумели сбить трёх «Донтлессов», видимо до первых попаданий которых добились подоспевшие пикировщики «Йорктауна» с «Сёхо» все же успело взлететь несколько «Зеро» и «Кейтов». Первым «Зеро» сбитым истребителем американского ВМФ считается самолёт уоррент-офицера Сигиеси Имамура записанный на счёт 2-го лейтенанта Уолтера Хааса из эскадрильи VF-42 с авианосца «Йорктаун».

Через 15 минут после начала атаки подошла авиагруппа «Йорктауна», видимо после «битвы у Тулаги» был проведён качественный «разбор полётов». После согласованной атаки 25-ть пикировщиков и 10-ть торпедоносцев добились 13 бомбовых и 7 торпедных попаданий (по американским данным это успех обеих авиагрупп), «Сёхо» стоял без движения и был охвачен пламенем по всей длине. Команда оставить корабль была отдана в 10:31, а через четыре минуты на глазах у американских лётчиков авианосец «Сёхо» пошёл ко дну.

Капитан-лейтенант Роберт Диксон радировал на «Лексингтон»: «Развалили один сарай», из экипажа в 800 человек было спасено только 225. Вся авиагруппа «Сёхо» (21 самолёт) погибла, из оставшихся в воздухе шести самолётов три пропали без вести, а три из прикрывавших транспорты сели на воду рядом с кораблями, их пилоты были спасены. На «Йорктаун» не вернулось три самолёта, скольких из них сбили истребители, а сколько корабельные зенитки не известно, американские пилоты доложили о семи сбитых самолётах противника. Соединение контр-адмирала Гото оставшись без авианосца отошло на северо-запад, гидросамолётам крейсеров, находившимся в воздухе было приказано лететь к острову Дебойн и присоединиться к авиагруппе «Камикава-мару».

Командир 25-й флотилии базовой авиации контр-адмирал Ямада для атаки вражеских кораблей отправил 33 бомбардировщика G3M2 «Нелл», под прикрытием 11 истребителей А6М2 «Зеро». Торпед хватило только на двадцать самолётов, у остальных «Нелл» были подвешены бомбы, расстояние до цели было на пределе дальности полёта «Зеро», но уровень подготовки их пилотов был тогда ещё очень высок и не вызывал беспокойства командования. Плохая погода в районе поиска кораблей противника очень осложнила задачу японским пилотам, цель нашли только двенадцать G3M2 из авиагруппы «Гензан», примерно в 14:30 в пятистах милях от Рабаула они обнаружили эскадру из двух линкоров, двух крейсеров и двух эсминцев. Во время атаки зенитчики кораблей сбили четыре самолёта, японцы вернувшись в Рабаул доложили, что потопили линкор типа «Калифорния», повредили линкор типа «Уорспайт» и один крейсер загорелся.

G3M2 «Нелл» к вылету готов.

На самом деле это была группа британского адмирала Крейса (три крейсера и два эсминца), ни одного попадания в корабли не было, в этот день она пользовалась у пилотов с обеих сторон особой популярностью, после японцев три бомбардировщика В-17Е «Летающая крепость» из Таунсвиля также отбомбились по кораблям Крейса.