Trận chiến biển Philippine nổ ra vào ngày hôm sau với một cuộc tấn công của máy bay trên tàu sân bay Nhật Bản nhắm vào các con tàu đang hỗ trợ cuộc tấn công Saipan. Trong cuộc đụng độ diễn ra sau đó, "Mobile" tiếp tục vai trò của nó hộ tống cho các tàu sân bay, thường xuyên tung các thủy phi cơ OS2U Kingfisher của nó vào các phi vụ tuần tra chống tàu ngầm và giải cứu, trong khi máy bay từ các tàu sân bay gây ra những tổn thất không thể bù đắp cho không lực của tàu sân bay Nhật, và đánh chìm "Hiyō" vào ngày 20 tháng 6, đưa tổng số tàu sân bay Nhật bị đánh chìm lên ba chiếc; trước đó "Shōkaku" và "Taihō" đã bị các tàu ngầm "Cavalla" và "Albacore" đánh chìm vào ngày 19 tháng 6.