不久，“大黄蜂”号15架的TBD“蹂躏者”式鱼雷攻击机也飞到了预测海面，同样没有发现目标。但是，中队长沃尔德伦海军上尉富有想象力，带队向北寻找，结果于9时25分找到了日舰。美机不顾一切地进行了攻击。但全被日舰的高射炮和零式战斗机一一击坠，30名飞行员仅有1人负伤落海后，被美军水上飞机救走，其余全部殉职。
接着，“企业”、“约克城”号鱼雷攻击机各派一个中队先后赶来攻击。结果，“企业”号中队的14架飞机被击落10架，“约克城”号12架飞机也被击落10架。
前后三批共41架美机进行攻击，最后返航的只有6架，所投的几十枚鱼雷竟无一击中日舰。但是，这些飞行员的战斗并非徒劳无功，他们分散了日军飞行员和高射炮手的注意力，使后来的54架美国俯冲轰炸机顺利地进入攻击位置，并投入攻击。此时，日军零式机正在低空追逐美国鱼雷攻击机，尚未拉起。
什么是零式机
零式战机，简称零战，编号A6M，是第二次世界大战时期日本海军航空队最主要战斗机种，从中国战场一直使用到二次世界大战结束，整个太平洋战区都可以见到她的踪影，同时也是日本海军产量最大的战斗机，此机由三菱设计，三菱与中岛飞行机株式会社两家公司共同生产，总计生产10449架各式零式战斗机（其中有半数为中岛飞行机株式会社生产，不过两公司的制造技术有所差距）。
10时24分，美国SBD“无畏”式俯冲轰炸机从6000米高空呼啸着俯冲下来。“赤城”号首先被两枚重磅炸弹击中。其中，一枚将升降机炸碎，一枚落在飞行甲板左舷后段，引爆了堆在那里的弹药和汽油。不久，火势蔓延，又引爆了鱼雷。舰上一片火海。南云被迫撤离。“赤城”号官兵260多人毙命。次日凌晨4时55分，废弃的“赤城”号被日本驱逐舰用鱼雷击沉。
“加贺”号被4枚炸弹命中，引燃汽油，火光冲天，舰长冈田次作海军大佐当场阵亡。19时25分，在两声天崩地裂似的爆炸后，“加贺”号被太平洋波涛吞没。舰员死亡800余人。
10时25分，“苍龙”号已中弹三枚，火势汹汹，四处蔓延。不到半小时，军舰主机停止，已无法控制了。19时13分，在幸存的人员撤出后，舰长柳本随舰同沉。710舰员多名葬身于大海。
这一次，美国仅损失了16架俯冲轰炸机，就让3艘日本大、中型航空母舰遭到灭顶之灾。
山本听到这个噩耗，半晌说不出话来。后来，他下令报复。10时40分后，唯一还未受到损伤的“飞龙”号出动了6架零式机和18架九九式俯冲轰炸机，尾随在返航的美机后边，找到了美舰编队，立即向“约克城”号进攻。美军12架“野猫”式战斗机前来拦截，高射炮口也喷射出一条条火龙。16架日机被击落。“约克城”号也中弹3枚，升降机被炸毁，并燃起大火。经舰员们努力抢救，扑灭了烈火，修好一些创伤，军舰恢复了比较正常的航行。
14时26分，“飞龙”号第二波10架九七式鱼雷攻击机和6架零式战斗机又来到“约克城”号上空。8分钟后，日机乘着美军战斗机回舰加油补弹之机，发动了袭击。有一半日机被舰上的高射炮火撕成碎片，撒向海洋。但有两枚鱼雷击中了“约克城”号，舰上的动力、照明、通信系统被毁，失去了航行能力，并严重倾斜。舰长被迫下令弃舰，由一艘扫雷艇将它拖往珍珠港。6月6日上午，一艘日本潜艇发射鱼雷将其击沉。同时遇难的还有为它护航的美国驱逐舰“哈曼”号。
下午17时，“企业”号的24架俯冲轰炸机对“飞龙”号开始攻击。由于日舰没有雷达，待观测兵发现时，美机已经临空。“飞龙”号在作战中已失去了大部分飞机，难以自卫。多枚炸弹从天而落，其中4枚击中了“飞龙”号，引起了熊熊烈焰，飞行甲板也被掀起。随后，“大黄蜂”号的轰炸机也赶来了。除继续轰炸“飞龙”号外，还袭击了为航空母舰护航的“榛名”号战列舰及重巡洋舰“利根”、“筑摩”号。最后，从夏威夷和中途岛起飞的B-17式轰炸机也投入作战。“飞龙”号发生了连续爆炸，彻底毁坏。
6月5日晨5时许，两艘日本驱逐舰同时向“飞龙”号发射鱼雷，将其送入太平洋深处。
怒火中烧的山本率领他的主力编队以20节航速赶赴中途岛，企图同美舰拼一死活。然而，被美舰编队避开了。
6月5日凌晨2时55分，头脑发热的山本开始清醒了。他明白，美国还有两艘航空母舰，中途岛机场仍可以用，在没有制空权条件下鲁莽地行动，对舰队来说将是自取灭亡。于是，他下令：“撤销‘米’号作战计划。”
在撤退途中，日本重巡洋舰“三隈”号和“最上”号相撞。天亮后，“企业”号的搜索机群发现了这两艘日舰，并进行了攻击。“三隈”号沉没，“最上”号挣扎着回到特鲁克基地。
中途岛海战以美军的胜利而告终。
莱特湾海战——史上最大海战
1944年是第二次世界大战的关键一年，北非战场的战事已经结束，意大利法西斯投降。在欧洲战场，斯大林格勒战役后，前苏联红军开始战略反攻。随后盟军在诺曼底登陆，开辟了欧洲第二战场，法西斯德国处于两面夹击的局面，失败已经不可避免。在亚洲和太平洋战场上，中国战场也进入了战略反攻阶段。中途岛海战一役日本海军遭受重创，以美国为首的盟军扭转了太平洋战场的战局，日本法西斯处于崩溃的边缘，但是其本身的势力仍然没有受到致命损失，尤其是海军方面，日本还试图通过战略决战来扭转被动的局面。于是，一场海军的大决战不可避免。
1944年秋以美国为首的盟军制定了收复菲律宾的计划，不断地在菲律宾海域附近聚集兵力。同时，日本也连续调兵遣将固防菲律宾地区，为此，几乎派遣了自己全部的海军力量，随着双方在该地区的兵力逐渐增加，一场大决战蓄势待发。这场海战分为四个部分，由于发生在菲律宾的莱特湾附近海域，统称为莱特湾海战。
锡布延海海战
10月24日，日本海军先锋栗田的舰队进入莱特岛东北的锡布延海。以美国为首的盟军航空母舰对其进行攻击，双方在锡布延海展开海空对决。海战中日本海军损失了1艘战舰、70多架飞机，4艘战舰遭受严重的损失，不得不返航。尽管盟军海军损失了1艘航空母舰，但是其影响程度远远小于日本。所以，日本海军不得不撤出战场。
苏里高海峡海战
10月25日凌晨，由西村率领的日本另一支先锋海军舰队驶入苏里高海峡时，恰巧遭遇到美国海军的增援舰队，后者是一支以重型战舰为主的增援部队，其实力远远优于日本海军。结果是显而易见的，仅仅几个小时的时间，西村的舰队几乎全军覆没，他本人也战死，只有几艘战舰逃了出去。
恩加尼奥角海战
10月25日，由小泽治三郎率领的日本海军主力舰队到达菲律宾的恩加尼奥角附近海域，以美国为首的盟军在第一时间得到了这一情报，立即派遣航空母舰编队展开攻击，舰载飞机和潜水艇给了日本海军猛烈的打击。战况空前惨烈，日本海军此役损失了4艘航空母舰，主力舰队遭受到了毁灭性的打击。小泽治三郎率其余部逃往日本。
小泽治三郎
小泽治三郎（1886～1966），日本海军中将，鱼雷战专家，提倡航空作战；联合舰队的最后一任司令。小泽治三郎中将以冷静沉着著称，和南云忠一中将一样是鱼雷战的专家。参加过马里亚纳海战、莱特湾海战。
萨马岛海战
10月25日清晨，由锡布延海撤退的栗田舰队到达萨马岛。而此时盟军海军的主力正在与小泽治三郎舰队激战，留守的仅有3艘美国护卫航空母舰编队。美国海军只能利用广阔的大海和多变的天气状况，采取且战且退的策略，一面与日本海军展开周旋，一面联络此时正在追击小泽治三郎舰队的盟军海军主力。由于战术得当，美国海军虽然付出了惨重的代价，但却为盟军海军及时的回援争取了时间。而此时日本海军已经损失了3艘重型战舰，主将栗田此时也意识到盟军的支援舰队就要到了，所以下令撤出战场。得知小泽治三郎败逃的消息后，栗田的舰队也不得不撤回日本，在撤离途中遭到盟军舰载机和潜艇的追击，损失惨重。
小泽在战后受审时说：“在这一战之后，日本的海面兵力就变成了绝对性的辅助部队，除了某些特种性质的船只以外，对于海面军舰已经是再无用场可派了。”
莱特湾海战是第二次世界大战太平洋战场的最后一次大规模海战，同时也是人类历史上最大的一次海战。莱特湾海战中日本的海军力量几乎全部被摧毁。日本海军在此次海战后再也没有能力发动大规模海战，以美军为首的反法西斯同盟军取得了太平洋海域绝对的制海权。
莱特湾战役对日本的影响
莱特湾海战虽然规模巨大，但是在作战方法上并没有什么值得夸耀之处，实际上是双方利用各种新式武器进行的一场海上混战。不过，这次混战之后，日本海军就不再是一支强大的队伍了。
太平洋最后一战
1945年4月1日至7月2日，太平洋战场上发生最后一战——冲绳岛战役。日本法西斯疯狂反扑，美军以巨大代价夺取了冲绳岛，结束了太平洋战场上最后一次岛屿争夺战。美军以此为基础，对日本发起最后进攻。
“冰山作战”与“天号作战”
1945年3月，美军攻占硫黄岛后，乘胜追击，下一个目标便是冲绳岛。
冲绳岛是日本在南太平洋群岛中最大的岛屿，它与庆良间列岛、伊江岛和其他小岛构成冲绳群岛。冲绳岛面积1256平方千米，人口46万人。冲绳岛战略位置重要，它与硫黄岛共同构成日本本土南大门，是日本本土可靠的南部屏障，素有日本“国门”之称，一旦敌军占领该岛，便可“破门”而入，直取日本大本营。