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1艘航空母舰和2艘油船，击伤6艘航空母舰及其中他战舰。日本舰队仓皇撤退。 美军于6月15日登陆塞班岛，经过三个星期的战斗后，日军在岛上的残存兵力仅