参战美军为第5舰队的4支特遣舰队（下辖包括15艘航空母舰在内的600余艘舰般）和两栖登陆部队的4个师又1个旅，共13万余人。 6月15日，美军依靠舰载机的火力掩护和支援在塞班岛登陆，守岛日军殊死抵抗。在得知日本联合舰队前来对抗的情报后，斯普鲁恩斯决定取消关岛登陆而加速攻占塞班岛，并作好迎战舰队的准备。19日，双方舰载机展开激战，美军潜艇趁敌不备，击沉2艘航空母舰(包括日本方面司令小泽治三郎的旗舰大凤号)。从19日夜到20日上午，美方因缺乏空中搜索而失去最佳进攻机会。 20日下午，美军损失80余架飞机而击沉敌