As duas frotas convergiram e travaram uma das maiores batalhas navais da Segunda Guerra Mundial até aquele ponto. Uma das prioridades dos Estados Unidos no ataque a Saipan foi destruir a força aérea japonesa estacionada na ilha e também em outras ilhotas ao redor. Isso reduziu significativamente a capacidade dos japoneses de responder, com os americanos estabelecendo a superioridade aérea logo cedo. No final, o ataque principal de Ozawa não teve muita coordenação, com os esquadrões japoneses agindo de forma irregular e sem foco. Seguindo ordens do almirante Nimitz, todos os porta-aviões americanos firmaram posição no meio da frota, aumentando a organização dos contra-ataques dos seus caças Hellcats. O resultado foi chamado de "Great Marianas Turkey Shoot" ("A grande caçada das Marianas"). Os aviões americanos, superiores tecnologicamente e com melhores pilotos, derrubaram, um a um, as aeronaves japonesas, que simplesmente não tinham capacidade de reagir. Os poucos aviões japoneses que conseguiram chegar até a frota naval americana foram derrubados facilmente pelo fogo anti-aéreo dos navios. Apenas um navio americano foi danificado, 123 aeronaves foram perdidas e pelo menos 109 militares mortos. As perdas japonesas, por outro lado, foram extremas: três porta-aviões acabaram sendo afundados (o "Taihō", o "Shōkaku" e o "Hiyō"), mais de 600 aviões foram abatidos e quase três mil homens foram mortos em ação. Na verdade, as perdas japonesas só não foram maiores porque as aeronaves torpedeiras americanas ficaram sem combustível. Porém a perda dos porta-aviões se provou fatal para o Japão, que não tinha mais capacidade de construir tais navios novamente.