Pertempuran Laut Karang
Crace pada pukul 15.26 berbicara melalui radio dengan Fletcher bahwa dirinya tidak dapat menyelesaikan misi tanpa dukungan udara. Crace mengundurkan diri ke arah selatan ke posisi sekitar 220 nautical miles (407 km) tenggara Port Moresby agar makin jauh dari jarak jangkauan pesawat Jepang dari darat atau kapal induk, sambil tetap cukup dekat untuk mengadang armada Jepang bergerak meninggalkan Louisiade
lewat Selat Jomard atau Selat Cina. Persediaan bahan bakar di kapal-kapal Crace sudah menipis. Setelah Fletcher memerintahkan pengheningan radio, Crace sama sekali tidak tahu posisi, situasi, atau rencana Fletcher.
Tidak lama selepas pukul 15.00, Zuikaku menangkap pesan (yang tidak benar) dari pesawat pengintai yang berpangkalan di Deboyne. Menurut berita, armada Crace telah mengubah haluan ke tenggara. Staf Takagi berasumsi pesawat pengintainya sedang membayang-bayangi armada Fletcher dan merasa pasti bila kapal-kapal Sekutu tetap melaju ke tenggara, mereka akan berada di dalam
jangkauan pesawat-pesawat Jepang beberapa saat sebelum malam tiba. Takagi dan Hara memutuskan untuk segera menyerang memakai kelompok pesawat terpilih, tanpa kawalan pesawat tempur, walaupun berarti pesawat-pesawatnya baru akan kembali setelah gelap.
Hara berusaha mengonfirmasikan lokasi kapal-kapal induk Amerika Serikat. Pukul 15.15, Hara memberangkatkan delapan pengebom torpedo sebagai pesawat pencari yang menyapu 200 nautical miles (370 km) ke arah barat. Sementara itu, pesawat pengebom tukik yang menyerang Neosho mendarat kembali di kapal induk. Enam pilot pengebom tukik yang baru saja tiba diberi tahu bahwa mereka akan segera diberangkatkan
kembali untuk misi lain. Hara hanya memilih awak pesawat yang paling berpengalaman. Pukul 16.15, Hara memberangkatkan 12 pengebom tukik dan 15 pesawat torpedo dengan instruksi terbang 277 derajat hingga 280 nautical miles (519 km). Kedelapan pesawat pencari terbang hingga 200-nautical-mile (370 km) dan berbalik tanpa melihat adanya kapal-kapal Fletcher.
Pada pukul 17:47, armada TF17 dilindungi naungan awan tebal di posisi 200 nautical miles (370 km) sebelah barat armada Takagi mendeteksi pesawat-pesawat Jepang di radar sedang menuju ke arah mereka. Kapal-kapal TF17 mengubah haluan ke tenggara, dan memberangkatkan 11 patroli udara bersenjata Wildcat, termasuk satu pesawat yang diterbangkan oleh James H. Flatley sebagai pencegat. Pesawat-pesawat Jepang begitu
terkejut dicegat oleh Wildcat, tujuh pengebom torpedo dan satu pengebom tukik ditembak jatuh. Satu pengebom torpedo rusak berat (dan kemudian jatuh). Sebaliknya hanya tiga Wildcat yang ditembak jatuh.
Setelah menderita kerugian besar akibat serangan Sekutu yang juga mengacaukan formasi kapal-kapal mereka, pimpinan perang Jepang membatalkan misi setelah berunding lewat radio. Pesawat-pesawat Jepang segera membuang persenjataan mereka, dan berbalik arah kembali ke kapal induk. Matahari tenggelam pukul 18.30. Beberapa pengebom tukik Jepang bertemu dengan kapal induk Amerika Serikat di dalam
kegelapan sekitar pukul 19.00. Kegelapan membuat mereka tidak sadar sedang mendekati kapal induk musuh. Mereka sempat berputar hendak bersiap untuk mendarat, namun dihalau tembakan antipesawat dari kapal perusak armada TF17. Pada pukul 20.00 armada TF17 dan armada Takagi sudah terpisah sekitar 100 nautical miles (185 km). Takagi menyalakan lampu sorot di kapal-kapal perangnya untuk membantu pendaratan 18 pesawat yang selamat. Pada pukul 22.00 semua pesawat telah mendarat dengan selamat.
Sementara itu, Neosho pada pukul 15.18 dan 17.18 masih dapat meradiokan ke TF17 bahwa sedang terbawa arus ke arah barat laut dalam kondisi mulai tenggelam. Koordinat yang diberikan sewaktu Neosho melapor pada pukul 17.18 ternyata salah sehingga menyulitkan usaha penyelamatan. Fletcher lalu diberi tahu satu-satunya pasokan bahan bakar yang terdekat dengannya sudah tamat.
Setelah kegelapan malam mengakhiri operasi pesawat-pesawat pada hari itu, Fletcher memerintahkan TF17 untuk melaju ke barat dan bersiap-siap untuk melancarkan pencarian 360 derajat ketika ufuk mulai terang. Armada Crace juga mengubah haluan ke barat agar berada dalam jangkauan tempur dari Louisiade. Inoue mengontak Takagi dengan perintah agar benar-benar menghancurkan kapal-kapal
induk Amerika Serikat pada hari berikutnya, dan menunda pendaratan Port Moresby hingga 12 Mei. Takagi memilih untuk sepanjang malam membawa kapal-kapal induknya 120 nautical miles (222 km) ke utara agar dirinya dapat berkonsentrasi pada pagi harinya untuk mencari ke arah barat dan selatan. Selain itu, ia ingin memastikan kapal-kapal induknya dapat memberi dukungan perlindungan bagi konvoi invasi. Got dan
Kajioka tidak dapat mengirimkan posisi dan koordinat kapal-kapal mereka tepat waktu sehingga tidak dapat melakukan serangan malam ke kapal-kapal perang Sekutu.
Kedua belah pihak berharap untuk dapat bertemu satu sama lainnya pada dini hari berikutnya. Sepanjang malam, para awak mempersiapkan pesawat-pesawat penyerang untuk pertempuran keesokan harinya. Sementara itu, awak pesawat yang kelelahan berusaha untuk tidur beberapa jam. Setelah membaca dokumen Jepang tentang Pertempuran Laut Koral, Laksamana Madya H. S. Duckworth dari Amerika Serikat pada
tahun 1972 berkomentar, "Tidak diragukan lagi, 4 Mei 1942 di sekitar Laut Koral, adalah kawasan pertempuran paling membingungkan dalam sejarah dunia." Hara di kemudian hari berkata kepada Panglima Tertinggi Yamamoto, Laksamana Matome Ugaki bahwa dirinya begitu frustrasi dengan "nasib buruk" yang dialami Jepang pada 7 Mei hingga ia merasa ingin berhenti dari angkatan laut.
Pukul 06.15 tanggal 8 Mei, dari posisi di 100 miles (161 km) tenggara Kepulauan Rossel (), Hara memberangkatkan tujuh pengebom torpedo untuk mencari kapal-kapal Sekutu di posisi 140 hingga 230 derajat di selatan dan diterbangkan hingga 250 nautical miles (463 km) dari kapal-kapal induk Jepang. Ikut membantu dalam pencarian, tiga pesawat Kawanishi Tipe 97 dari Tulagi dan empat pengebom Tipe 1 dari Rabaul. Tepat pukul
07.00, armada kapal induk Jepang mengubah haluan ke barat daya untuk bergabung dengan dua kapal penjelajah Got, Kinugasa dan Furutaka sebagai tambahan perlindungan. Kapal-kapal konvoi invasi, kapal-kapal Got, dan kapal-kapal Kajioka melaju menuju titik pertemuan di 40 nautical miles (74 km) sebelah timur Kepulauan Woodlark untuk menunggu hasil pertempuran antarkapal induk. Malam itu, zona frontal hangat berikut awan rendah
menggantung yang pada 7 Mei ikut menyembunyikan kapal-kapal perang Amerika Serikat, sudah pergi ke utara dan timur untuk memayungi kapal-kapal induk Jepang. Visibilitas di lokasi kapal-kapal induk Jepang antara 2 miles (3 km) dan 15 miles (24 km).
Pada pukul 06.35, armada TF17 di bawah kendali taktis Laksamana Muda Fitch sedang berada di posisi 180 nautical miles (333 km) tenggara Lousiade ketika memberangkatkan 18 pesawat SBD untuk melakukan pencarian 360 derajat hingga jarak 200 nautical miles (370 km). Langit sebagian besar cerah di atas kapal-kapal induk Amerika dengan visibilitas 17 nautical miles (31 km).
Pukul 08.20, pesawat SBD yang diterbangkan Joseph G. Smith menemukan kapal-kapal induk Jepang melalui sebuah lubang di tengah awan dan menyampaikannya ke TF17. Dua menit kemudian, kapal pencari dari Shkaku yang dikepalai Kenz Kanno melihat TF17 dan memberi tahu Hara. Armada kedua belah pihak hanya terpisah sekitar 210 nautical miles (389 km). Kedua pihak berlomba memberangkatkan pesawat-pesawat penyerang.
Pukul 09.15, kapal-kapal induk Jepang melancarkan serangan gabungan yang terdiri dari 18 pesawat tempur, 33 pengebom tukik, 18 pesawat torpedo di bawah komando Mayor Kakuichi Takahashi. Kedua kapal induk Amerika masing-masing melancarkan serangan terpisah. Kelompok penyerang dari Yorktown yang terdiri dari enam pesawat tempur, 24 pengebom tukik, dan 9 pesawat torpedo sudah mengudara pada pukul 09.15.