בשעה 09:15 הגיע גל התקיפה של טקאגי ליעדו, וגילה שמדובר במכלית נאושו ובמשחתת סימס. הטייסים היפנים העדיפו לחפש מטרה איכותית יותר, והחלו סורקים את האזור בחיפוש אחר נושאות המטוסים האמריקניות. משלא מצאו אותן, הבין טקאגי שכוח משימה 17 נמצא בינו לבין כוח הפלישה העיקרי, ובעמדה נוחה לתקוף את השיירה. לפיכך הורה טקאגי למטוסיו להשמיד את נאושו ואת סימס ולשוב מיד לנושאות המטוסים. מפציצי הצלילה נותרו מאחור ותקפו את האוניות האמריקניות. שלוש פצצות פגעו ישירות בסימס, ששקעה בתוך דקות, ואיתה 174 אנשי צוות. נאושו נפגעה משבע פצצות, אך המשיכה לצוף עוד ארבעה ימים, בטרם נאספו ניצוליה והיא טובעה על ידי משחתת אמריקנית. בטרם כבה החשמל במכלית, היא הספיקה לדווח לפלטצ'ר אודות התקיפה, אך מכיוון שלא מסרה האם מדובר במטוסי נושאות מטוסים, לא ידע לבטח היכן נמצאות נושאות המטוסים היפניות.
בשעה 10:40, בזמן שהחלו המטוסים היפנים לתקוף את נאושו ואת סימס, איתר גל התקיפה האמריקני את נושאת המטוסים הקלה שוהו. היפנים שיגרו מיד כוח הגנה אווירי שכלל שמונה מטוסי קרב, והכינו את שאר המטוסים לגל התקפה כנגד נושאות המטוסים האמריקניות. במקביל, הקיפו הסיירות של גוטו את שוהו והעניקו לה חיפוי נ"מ. שלושה מפציצי צלילה היו הראשונים לתקוף את שוהו בשעה 11:10, אך כל פצצותיהם החטיאו. נושאת המטוסים פתחה בתמרוני התחמקות, וגם עשרה מפציצי צלילה נוספים החטיאו. בשעה 11:18 תקפו את שוהו 15 מפציצי צלילה, והפעם פגעו פעמיים עם פצצות במשקל 450 קילוגרם, שגרמו לדליקות לאחר שהציתו את המטוסים שעמדו מתודלקים וחמושים בהאנגרים, מוכנים לתקוף את נושאות המטוסים האמריקניות. דקה לאחר מכן שחררו 12 מפציצי טורפדו את הטורפדו שלהם, וחמישה מהם פגעו בשוהו וגרמו לה נזק כבד, בין השאר אובדן כושר ההיגוי.
בשעה 11:25 החלו מטוסי היורקטאון לתקוף את שוהו, למרות ששריפות השתוללו בה ונראה היה שהיא אבודה. 24 מפציצי צלילה תקפו אותה בשני גלים, והשיגו 15-11 פגיעות. אחריהם, בשעה 11:29, תקפו את שוהו עשרה מפציצי טורפדו. הטייסים טענו שעשרה טורפדו פגעו, בעוד היפנים דיווחו על שניים בלבד, אך נראה שהמספר גבוה יותר. נושאת המטוסים הקלה שוהו שקעה בשעה 11:35, ואיתה 631 מאנשי צוותה.
מבצעי אחר הצהריים.
המטוסים האמריקנים שבו ונחתו על נושאות המטוסים בשעה 13:38, ועד שעה 14:20 היו מתודלקים, חמושים ומוכנים להמריא להתקפה כנגד כוח הפלישה לפורט מורסבי או כנגד סיירותיו של גוטו. פלטצ'ר עדיין היה מודאג מכך שכוח נושאות המטוסים של האויב טרם התגלה, בעוד שהיה בטוח שמיקומו שלו היה ידוע בוודאות ליפנים בעקבות ההתקפה על שוהו. הוא ניחש שנושאות המטוסים היפניות תבואנה לעזרת כוח הפלישה העיקרי, ולכן הורה לכוח משימה 17 להפליג מערבה במטרה לעצור את כוח הפלישה, וניצל חזית קרה כדי לחמוק מגילוי מטוסי הסיור היפנים.
בשעה 13:15 איתר מטוס תצפית מרבאול את כוח משימה 17.3 של קרייס, אך דיווח בטעות שהוא כולל שתי נושאות מטוסים. הפיקוד היפני סבר שמדובר בכוחו של פלטצ'ר, ואינואואה שיגר מרבאול 12 מפציצי טורפדו ו-19 מטוסי קרב חמושים בפצצות לתקוף את הכוח. בשעה 14:30 תקפו המטוסים את כוח המשימה, אך לא הסבו לאוניותיו כל נזק. בעקבות ההתקפה הודיע קרייס לפלטצ'ר בשעה 15:26 שמכיוון שהוא חשוף להתקפות אוויריות, ומכיוון שהאחרון לא עדכן אותו במתרחש בזירה, הוא מפליג עם כוח משימה 17.3 לנקודה 220 מילים ימיים דרומית לפורט מורסבי, מחוץ לטווח טיסת המטוסים היפניים, אך מספיק קרוב כדי לסייע במקרה של פלישה.
לאור הדיווח המוטעה אודות כוח משימה 17.3, התכונן טקאגי לשלוח גל תקיפה כנגד מה שלדעתו היו נושאות המטוסים, והחל לסגור את המרחק לכוח האויב. בשעה 15:15, שלח הארה שמונה מפציצי טורפדו למשימת סיור מערבה כדי לאתר את נושאות המטוסים האמריקניות, וזמן קצר לאחר מכן נחתו המטוסים שטיבעו את נאושו ואת סימס. ב-16:15 שיגר הארה גל תקיפה שני, שכלל 12 מפציצי צלילה ו-15 מפציצי טורפדו, אך בשל תנאי מזג אוויר קשים לא הצליחו הטייסים היפנים לאתר את כוח משימה 17, והחלו לשוב לאחור.
כוח משימה 17, שחסה בהגנה שסיפקו ענני גשם נמוכים, זיהה את גל התקיפה היפני באמצעות מכ"ם בשעה 17:47, ופלטצ'ר הזניק מיד 11 מטוסי קרב לחיפוי. מטוסי הקרב הפתיעו את הטייסים היפנים, ובמחיר של שלושה מטוסים הפילו שבעה מפציצי טורפדו ושני מפציצי צלילה.
עם רדת החשיכה הסתיימה הפעילות האווירית לאותו יום, ופלטצ'ר הורה לכוח משימה 17 להפליג מערבה ולהתכונן לחיפושים עם אור ראשון. אינואואה הורה על דחיית הפלישה לפורט מורסבי ביומיים, עד להסרת איום נושאות המטוסים האמריקניות. טקאגי הפליג עם נושאות המטוסים שלו צפונה, כדי להיות בעמדה טובה יותר לחיפוי על כוח הפלישה ולאיתור כוח משימה 17. שני הצדדים ידעו שקרב ביום המחרת הוא בלתי נמנע, ושהיתרון ייטה לטובת הצד שיאתר ראשון את אויבו.
קרב נושאות המטוסים, יום 2.
תקיפת נושאות המטוסים היפניות.
בשעה 06:15, ה-8 במאי, שיגר הארה שבעה מפציצי טורפדו למשימת סיור, אליהם הצטרפו מטוסים מטולאגי ומרבאול. זמן קצר לאחר מכן, שיגר גם פלטצ'ר 18 מפציצים למשימת סיור. במהלך הלילה חלפו ענני הגשם ועברו לאזור בו שהו נושאות המטוסים היפניות, כך שבבוקר ה-8 במאי נהנו היפנים מחסות הגשמים, ואילו האזור בו פעל כוח משימה 17 היה נקי מעננים. בשעה 08:20 זיהה מפציץ צלילה מלקסינגטון את נושאות המטוסים היפניות, ושתי דקות לאחר מכן, זיהו הטייסים היפנים את כוח משימה 17. שני הכוחות היו מרוחקים כ-210 מילים ימיים זה מזה.
בשעה 09:00 המריאו מיורקאטון שישה מטוסי קרב, 24 מפציצי צלילה ותשעה מפציצי טורפדו, ובשעה 09:25 המריאו מלקסינגטון תשעה מטוסי קרב, 15 מפציצי צלילה ו-12 מפציצי טורפדו. באותה עת, המריאו מנושאות המטוסים היפניות 18 מטוסי קרב, 33 מפציצי צלילה ו-18 מפציצי טורפדו, ועשו דרכם לכוח משימה 17. שני הצדדים פנו זה אל זה וסגרו את המרחק על מנת לקצר את זמן הטיסה של מטוסיהם.
מפציצי הצלילה של יורקטאון היו הראשונים להגיע לנושאות המטוסים היפניות בשעה 10:32. באותה עת היה המרחק בין שתי נושאות המטוסים כעשרה קילומטרים, וזואיקאקו הייתה חבויה תחת מעטה עננים, בעוד ששוקאקו נצפתה בבירור. ההתקפה על שוקאקו החלה ב-10:57, ושני מפציצי צלילה פגעו בנושאת המטוסים עם פצצות בנות 450 קילוגרם, שגרמו לנזק כבד לסיפון ההמראה, וסיכלו את יכולת נושאת המטוסים לשגר מטוסים נוספים. מפציצי הטורפדו האמריקנים החטיאו כולם את מטרתם.
בשעה 11:30 החלו המטוסים מלקסינגטון לתקוף, ושוקאקו ספגה פגיעה נוספת של פצצה בת 450 קילוגרם, שהסבה נזק נוסף. במקביל, ניסו שאר המפציצים לתקוף את זואיקאקו, אך לא הצליחו לפגוע בשל מעטה העננים שסוכך עליה.
בסך הכל, ספגה שוקאקו שלוש פגיעות: בצד השמאלי הקדמי של סיפון ההמראה, בצד הימני האחורי של סיפון ההמראה, ובצד ימין של הגשר. למרות שנושאת המטוסים לא הייתה בסכנת שקיעה, למעשה נמנעה ממנה היכולת לשגר ולקלוט מטוסים, ובנוסף 109 ממלחיה נהרגו ו-114 נוספים נפצעו. לפיכך הורה טקאגי למפקד האונייה, קפטן טקצוגו ג'וג'ימה, להעביר את מטוסיו לזואיקאקו ולפרוש מהקרב, ובשעה 12:10 החלה השוקאקו לעשות דרכה חזרה ליפן.
תקיפת נושאות המטוסים האמריקניות.
בשעה 10:55 זיהה המכ"ם של לקסינגטון את גל התקיפה היפני בטווח של 68 מילים ימיים, ופלטצ'ר הזניק תשעה מטוסי קרב ליירטו. בשל אבדות המטוסים ביום הקודם, לא היו בגל התקיפה מספיק מפציצי טורפדו כדי לערוך מתקפה מלאה, ולכן את לקסינגטון תקפו 14 מפציצים, ואת יורקטאון תקפו ארבעה בלבד. כל ארבעת הטורפדו החטיאו את יורקטאון, אך שני טורפדו פגעו בלקסינגטון בצידה הימני בשעה 11:20. הטורפדו הראשון גרם לזעזוע שסדק את מכלי דלק המטוסים, והביא להתפזרות אדי דלק בחלל האונייה. הטורפדו השני גרם להשבתת מספר דוודים, אך הדבר לא השפיע על מהירות ההפלגה במידה רבה.
דקות ספורות לאחר מכן פגעו בלקסינגטון שתי פצצות שהטילו מפציצי צלילה, והציתו שרפות, אך צוות בקרת הנזקים השתלט עליהן במהרה. בשעה 11:27 פגעה ביורקטאון פצצה ממפציץ צלילה, שחדרה מבעד לסיפון ההמראה והתפוצצה ארבע קומות מתחת, במחסן המטוסים. פצצה נוספת שנחתה בקרבת נושאת המטוסים הסבה נזק לגוף האונייה וגרמה לפליטת דלק. בשעה 12:00 הסתיימה ההתקפה ומטוסי שני הצדדים עשו דרכם חזרה.
הערכת מצב ונסיגה.
מטוסי שני הצדדים שבו ונחתו על נושאות המטוסים בשעות הצהריים המוקדמות. על אף הנזקים שספגו, יכלו יורקטאון ולקסינגטון לקלוט את המטוסים, והטייסים ששבו דיווחו לפלטצ'ר שהסבו נזק כבד לנושאת מטוסים אחת, אך שהשנייה לא ניזוקה. לעומת זאת, שתי נושאות המטוסים שלו נפגעו, אם כי עדיין היו כשירות, אך אובדן המכלית נאושו העיב על המשך הפעילות בשל מחסור בדלק.
בסביבות השעה 14:30, לאחר שנחתו הטייסים היפנים ודיווחו שטיבעו שתי נושאות מטוסים אמריקניות, הודיע הארה לטקאגי שברשותו רק 24 מטוסי קרב, תשעה מפציצי צלילה ושישה מפציצי טורפדו, כוח לא מספיק כדי לתקוף את הכוח האמריקני, וגם לא כדי לחפות על הנחיתות בפורט מורסבי. בנוסף, מאז שנכנס לים האלמוגים לא תדלק כוח נושאות המטוסים היפני, והדלק אזל והלך ממכלי אוניותיו. אינואואה, שידע שכוח משימה 17.3 עדיין באזור, לא רצה לחשוף את כוח הנחיתה שלו ללא חיפוי אווירי, ולכן הודיע בשעה 22:00 על דחיית מבצע MO ל-3 ביולי, והורה לכוחותיו להפליג לצפון איי שלמה, ולפתוח במבצע RY. באותו ערב החלה זואיקאקו לעזוב את ים האלמוגים והפליגה לרבאול.