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入美军舰队；稍后日机先后投弹轰炸碉堡山号及胡蜂号，仍无一命中。23分艾塞克斯号、科本斯号及大黄蜂号的飞机前往攻击关岛，并追击降落该处的日机，击落30架；成功降落的19架日机亦受重伤，最终只有九架飞机可继续使用。整日战斗，日军损失接近315架飞机，其一面倒之战况，使美军戏称当日战斗为马里亚纳射火鸡大赛。6月20日，第四分队被派往攻击关岛