只有31架飞机成功返航。第三波攻击由北面进攻，在下午近1时为美军发现。此次美军战机未能有效拦截，只击落七架飞机；几架轰炸机更突破防守，向艾塞克斯号投弹，但无一命中。此时列星顿号的一架SBD轰炸机在关岛脱队飞行，发现机场已泊有近30架日机，但轰炸机的穿甲弹无法有效攻击机场。第二分队指挥蒙哥马利随即命碉堡山号的飞机前往协助；艾塞克斯号的部分机队亦在稍后加入攻击。第四波攻击于下午2时由南面进攻，33架往北攻击美舰，另外49架则留在关岛西南海面索敌；此时美军战机正降落补油，拦截再次失效，部分日军轰炸机得以切