בשעה 12:47 אירע בלקסינגטון פיצוץ עז, שנגרם ככל הנראה מניצוץ ממנוע חשמלי שהצית את אדי הדלק שהתפזרו באונייה. בפיצוץ נהרגו 25 אנשי צוות ושריפה עזה החלה להתלקח בחדר ההגאים. בשעה 14:42 אירע פיצוץ עז נוסף, שהצית דלקות נוספות. סדרה נוספת של פיצוצים זעזעה את כל האונייה והאש יצאה מכלל שליטה, ובשעה 17:07 ניתנה הפקודה לנטוש את נושאת המטוסים. לאחר שנמשו כל הניצולים, שיגרה המשחתת "פלפס" חמישה טילי טורפדו לכיוון לקסינגטון, ובשעה 19:52 שקעה נושאת המטוסים, יחד עם 216 מאנשי צוותה. בנקודה זו היה ברור לפלטצ'ר שהוא נמצא בנחיתות מספרית לעומת נושאות המטוסים היפניות, ולאחר שהצליח בהשגת היעד האסטרטגי, כלומר הדיפת ניסיון הפלישה לפורט מורסבי, החליט לסגת משדה הקרב. בשעות הערב הורה נימיץ לכוח משימה 17 לצאת מים האלמוגים ולשוב לפרל הארבור.
תוצאות הקרב.
בחצות, ה-9 במאי, למרות הדיווחים על טיבוע שתי נושאות מטוסים של האויב, הפך יממוטו את פקודת הנסיגה של אינואואה, והורה לכל הכוחות לאתר את שאר כוחות האויב ולהשמידם, וכן להשלים את הפלישה לפורט מורסבי. אינואואה הורה לטקאגי ולגוטו לרדוף אחר כוח משימה 17, אך בשל הצורך בתדלוק, פתחו היפנים במרדף רק בשעות הערב המאוחרות. אולם, בבוקר אותו היום פנה כוח משימה 17 מזרחה ויצא מים האלמוגים, דרומית לקלדוניה החדשה. כוח משימה 17.3 של קרייס, המתין באזור עד שעה 01:00, ה-10 במאי, ומשלא קיבל כל דיווח מפלטצ'ר ומשהאוניות היפניות לא נצפו עוד, הסיק קרייס שהקרב תם, והפליג לאוסטרליה.
מטוסי חיפוש יבשתיים סייעו לטקאגי לאתר את כוח משימה 17 בבוקר ה-10 במאי, אך כאמור, כל הכוחות האמריקנים כבר יצאו מים האלמוגים בשעה זו. בשעה 12:00 הורה טקאגי על הפסקת החיפושים, ופנה לרבאול. יממוטו אישר את הנסיגה, והורה לזואיקאקו לשוב ליפן כדי לחדש את כוח האוויר שלה. בשעות הצהריים של 11 במאי, זיהה מטוס סיור PBY קטלינה את שבר המכלית נאושו, בעודו צף, ועליו ניצולים. המשחתת "הנלי" הגיעה לאזור וחילצה 109 ניצולים מנאושו ו-14 ניצולים מסימס, ולאחר מכן טיבעה את השבר באמצעות טורפדו.
ב-11 במאי החל מבצע RY, עם צאת כוח הפלישה מרבאול, תחת פיקודו של אדמירל משנה שימה, אך ב-12 במאי, בשעה 04:52, זיהתה הצוללת האמריקאית "S-42" את הכוח ושיגרה טורפדו אל המקשת "אוקינושימה", שהייתה אוניית הדגל של הכוח, וטיבעה אותה. בעקבות ההתקפה נדחה מבצע RY ל-17 במאי. במקביל, הגיע כוח המשימה 16, בפיקודו של תת-אדמירל הלסי, לדרום האוקיינוס השקט כדי למנוע מהיפנים לכבוש את נאורו ואת אושן. נימיץ, שבידיו היה מידע מודיעיני לגבי התוכנית היפנית לקרב מידוויי, נקט בתחבולה, וב-14 במאי הורה להלסי לחשוף את נושאות המטוסים שלו בפני מטוסי הסיור היפנים, ולאחר מכן לשוב מיד לפרל הארבור. בשעה 10:15 בבוקר המחרת איתר מטוס סיור מטולאגי את כוח משימה 16 445 מילים ימיים מזרחית לאיי שלמה. התחבולה צלחה בשני אופנים: ראשית, היפנים חששו לחשוף את כוחות הנחיתה שלהם להתקפות אוויריות מנושאות המטוסים האמריקניות, ולכן דחו את מבצע RY למועד מאוחר יותר ושבו לרבאול. שנית, איתורן של נושאות המטוסים האמריקניות באיי שלמה יום לפני שובן לפרל הארבור, גרם למודיעין היפני להאמין שהן פועלות באזור, ולא תוכלנה להשתתף בקרב מידוויי. למעשה, ארבעה ימים לאחר מכן, עשה כוח משימה 16 את דרכו לפרל הארבור, אליה הגיע ב-26 במאי, יום לפני הגעת היורקטאון.
שוקאקו הגיעה למספנת הצי בקורה ב-17 במאי, וזואיקאקו הצטרפה אליה ב-21 במאי. מודיעין האותות האמריקני ידע על מסעה של זואיקאקו, והציב שמונה צוללות בנתיב המשוער שלה, אולם נושאת המטוסים היפנית חמקה מגילוי. המטה הכללי של הצי סבר שיידרשו חודשיים עד שלושה חודשי תיקונים והכשרת צוותי אוויר חדשים בטרם תוכלנה נושאות המטוסים לפעול שוב. כך נמנע מהצי המשולב השימוש בשתי נושאות המטוסים במבצע כנגד מידוויי שעמד לצאת לפועל מספר ימים לאחר מכן. בסופו של דבר, שבו שוקאקו וזואיקאקו לצי המשולב ב-14 ביולי, והשתתפו במספר קרבות כנגד נושאות המטוסים האמריקניות.
השלכות הקרב.
שיטת לחימה חדשה.
קרב ים האלמוגים היה הקרב הימי הראשון בהיסטוריה בו אף אונייה לא הגיעה לטווח ראייה מאוניות האויב, או ירתה עליהן. תחת זאת, היוו מטוסי נושאות המטוסים את הזרוע הארטילרית של יחידות השטח, והמפקדים משני הצדדים נאלצו להסתגל לשיטת לחימה בה לא היה להם כל ניסיון. ההיסטוריון וילמוט כתב שהמפקדים התמודדו עם תקשורת לקויה במצבים בהם גבולות שדה הקרב היו גדולים מכל קרב ימי קודם, אך המהירות בה התרחשו האירועים גברה עוד יותר, ולפיכך התקצרו זמני קבלת ההחלטות. בשל מהירות קבלת ההחלטות שנדרשה, ניצבו היפנים בעמדת נחיתות בשל ריחוקה של רבאול, ממנה פיקד אינואואה על המבצע, מאזור הקרבות, וקשיי התקשורת הכרוכים בכך. פלטצ'ר, לעומתו, נכח בזירת הקרב, וקיבל החלטות זמן קצר לאחר שהגיע אליו ישירות דיווחי התצפית.
צוותי האוויר היפניים עלו על מקביליהם האמריקנים במהלך הקרב, התקפותיהם על נושאות המטוסים האמריקניות ב-8 במאי היו מתואמות יותר, והם השיגו תוצאות טובות יותר עם מספר דומה של מטוסים. למרות זאת, סבלו היפנים משיעור אבדות גבוה יותר - 90 אנשי צוות לעומת 35 אנשי צוות אמריקנים. הכוח האווירי היפני, שצבר ניסיון רב לפני קרב ים האלמוגים, עמד בפני שחיקה שנבעה מתוכנית הכשרת צוותי האוויר היפנית - הטייסים המוכשרים ביותר נשארו בשירות מבצעי, תחת שיעברו לבסיסי הדרכה ויסייעו בהכשרת הדור החדש של טייסי נושאות מטוסים. בקרב ים האלמוגים החלה השחיקה הראשונית של צוותי אוויר אלה, שהידרדרה במהלך החודשים הבאים, והגיעה לשיאה באוקטובר 1942.
למרות שהאמריקנים תפקדו באופן פחות טוב ממקביליהם, הם למדו משגיאותיהם ושיפרו את טקטיקת נושאות המטוסים שלהם וציודן, שיפרו את תאום ההתקפות האוויריות והתקפות טורפדו, וכן שיפרו את טקטיקת הגנת הנ"מ, שיפורים שבאו לידי ביטוי בקרבות מאוחרים יותר. בקרב זה סייע המכ"ם לאמריקנים, אם כי בצורה מוגבלת למדי, אך התקדמות הטכנולוגיה עם הזמן שיפרה את יכולת גילוי האויב של בעלות הברית. בנוסף, בעקבות אובדן לקסינגטון, החליפו האמריקנים את מכלי דלק המטוסים במכלים עמידים יותר, ושיפרו את נוהלי בקרת הנזקים. כמו כן, שיפרו בעלות הברית את שיתוף הפעולה בין נושאות המטוסים למטוסים מבסיסים קרקעיים.
השלכות טקטיות ואסטרטגיות.
לאחר הקרב, טענו שני הצדדים לניצחון. מבחינת ספונה שאבדה, השיגו היפנים ניצחון טקטי בכך שטיבעו את נושאת המטוסים לקסינגטון, שבעת הקרב היוותה רבע מסך כוח נושאות המטוסים של הצי האמריקני באוקיינוס השקט, מכלית ומשחתת, לעומת נושאת מטוסים קלה, משחתת ומספר כלי שיט קטנים נוספים שטיבעו האמריקנים. בשתי המדינות נמסר לציבור מידע אודות ניצחון כביר, שהפריז בכמות האבדות שנגרמו לצד השני.
לעומת זאת, מבחינה אסטרטגית ניצחו בעלות הברית בקרב, בכך שסיכלו את הפלישה לפורט מורסבי. סיכול מבצע MO הסיר את האיום המידי על קווי האספקה והתקשורת בין ארצות הברית ואוסטרליה, אך חשוב מכך, הייתה זו הפעם הראשונה במלחמה באסיה שכוח פלישה יפני נהדף ונאלץ לסגת מבלי שהשיג את מטרותיו, וההישג תרם רבות למורל בקרב בעלות הברית.
לתוצאות הקרב היו אף השלכות מרחיקות לכת על התכנון האסטרטגי של הצדדים לעתיד. בסיס בעלות הברית בפורט מורסבי היה בעל חשיבות רבה להמשך הפעילות בגינאה החדשה ומעבר לה, ואובדנו היה מקשה מאוד על פעילות בעלות הברית בדרום מערב האוקיינוס השקט. היפנים התרכזו בהישגים הטקטיים שהשיגו בקרב, והתייחסו לכישלון המבצע כעיכוב זמני, אך מבחינה אסטרטגית ביצרו תוצאות הקרב את הדעה שרווחה בקרב הפיקוד העליון של הצי הקיסרי לפיה האמריקנים נחותים להם ביכולתם הקרבית, וחיזקו את האמונה שבקרבות עתידיים עם נושאות מטוסים אמריקניות תהיה ידם על העליונה.
מידוויי.
ההשפעה העיקרית של קרב ים האלמוגים הייתה בכך שבשל הנזק שספגו במהלכו, לא יכלו נושאות המטוסים זואיקאקו ושוקאקו להצטרף לכוחותיו של יממוטו בהתקפה על מידוויי. היפנים האמינו שבקרב ים האלמוגים הם טיבעו שתי נושאות מטוסים, וחישוב זה הותיר את נושאות המטוסים אנטרפרייז והורנט באזור מידוויי. מכיוון שתכולת המטוסים על נושאות המטוסים האמריקניות הייתה גדולה יותר, ומכיוון שהיה צפוי שהאמריקנים ישתמשו במטוסים מבסיס במידוויי, עמדו היפנים, על ארבע נושאות המטוסים שלהם, בשוויון מספרי במטוסים אל מול האמריקנים. למעשה, יורקטאון הספיקה לחזור לפרל הארבור ולצאת להגנת מידוויי שלושה ימים לאחר מכן, כך שלרשות הצי האמריקני עמדו שלוש נושאות מטוסים ויתרון מספרי.
ההיסטוריון ג'ונתן פארשל טען שיממוטו שגה שגיאה אסטרטגית כשאישר את השימוש בנושאות מטוסים במבצע MO. מרגע שהחליט יממוטו שקרב ההכרעה מול הצי האמריקני ייערך במידוויי, אסור היה עליו להפריד חלק מהאוניות החשובות ביותר שלו למבצע משני. האפשרויות שעמדו בפניו היו לא לשלוח נושאות מטוסים למבצע MO כלל, או לשלוח את כל נושאות המטוסים שלו. משהחליט את שהחליט, למעשה התנה את הצלחתו של המבצע הראשי בהצלחתו של מבצע משני, ובסופו של דבר היו כוחותיו הן בקרב ים האלמוגים והן בקרב מידווי חלשים מכפי שיכלו להיות.
המצב בדרום האוקיינוס השקט.