时30分侦察机将原报告带返企业号时，斯普鲁恩斯便怀疑日本仍有两支小舰队活动。为确实情报，斯普鲁恩斯先派出巡洋舰的水上飞机再作侦察，在8时命大黄蜂号机队出击，而企业号的机队则在中午出击。中午大黄蜂号的33架飞机同时攻击最上号及三隈号，但仅轻伤了两舰以及朝潮号驱逐舰。中午后企业号共46架飞机再作攻击，才重创两艘重巡洋舰。下午大黄蜂号的机队再次出动，并在2时30分再次攻击。然而日方最终只损失了三隈号，最上号及其他军舰均成功撤返特鲁克。海战结束后，企业号等返回珍珠港休整，并在13日抵达。接着企业号进入珍珠港船坞