1942年4月下旬、ネオショーは第17任務部隊に編入された。5月珊瑚海海戦に参加。5月6日、ネオショーは空母ヨークタウン("USS Yorktown, CV-5")と重巡洋艦アストリア("USS Astoria, CA-34")に給油をし、駆逐艦シムス("USS Sims, DD-409")を伴って後退した。7日、2隻は日本軍の偵察機に発見され、日本軍は空母と誤認して攻撃隊を発進させた。ネオショーは命中弾7発と九九式艦上爆撃機1機の突入を受け大破炎上した。