Pertempuran Laut Karang
Sebuah pesan dari Pearl Harbor memberi tahu Fletcher bahwa intelijen radio telah menguraikan sandi Jepang tentang rencana mereka mendaratkan pasukan di Port Moresby pada 10 Mei, dan kapal-kapal induk Jepang kemungkinan akan berada di dekat konvoi yang melakukan invasi. Berbekal informasi tersebut, Fletcher memerintahkan TF17 untuk mengisi bahan bakar dari tanker Neosho. Setelah selesai mengisi bahan bakar pada 6 Mei,
Fletcher berencana melayarkan armadanya ke utara ke arah Gugus Kepulauan Louisiade untuk bertempur pada 7 Mei.
Sementara itu, armada kapal induk Takagi berlayar ke sisi timur Kepulauan Solomon sepanjang hari tanggal 5 Mei, berganti haluan ke barat untuk melewati selatan San Cristobal (Makira), dan memasuki Laut Koral setelah melewati antara Guadalkanal dan Kepulauan Rennell pada dini hari 6 Mei. Takagi mulai mengisi bahan bakar untuk kapal-kapalnya di 180 nautical miles (333 km) barat Tulagi untuk mempersiapkan pertempuran antarkapal induk yang ia perkirakan bakal terjadi hari berikutnya.
Pada 6 Mei, Fletcher menggabungkan TF11 dan TF44 menjadi TF17. Pengisian bahan bakar terus dilakukan armada Fletcher yang yakin kapal-kapal induk Jepang masih berada di utara dekat Bougainville. Sepanjang hari, patroli pesawat pengintai dari kapal-kapal induk Amerika gagal menemukan satu pun kapal dari armada Jepang karena mereka berada di luar jarak jangkauan pesawat pengintai.
Pukul 10.00 tanggal 6 Mei, kapal pengintai amfibi Kawanishi dari Tulagi melihat armada TF17 dan melapor ke markas. Laporan diterima Takagi pada pukul 10.50. Ketika itu, armada Takagi berada kira-kira 300 nautical miles (556 km) di utara armada Fletcher, hampir di luar jarak jangkauan maksimum pesawat-pesawat di kapal induk. Kapal-kapal Takagi masih mengisi bahan bakar dan belum siap tempur. Takagi mengambil
kesimpulan berdasarkan laporan pesawat pengintai bahwa TF17 sedang menuju ke selatan dan makin menjauh dari armada Jepang. Selain itu, armada Fletcher dinaungi awan tebal sehingga Takagi dan Hara memperkirakan pesawatnya akan sulit menemukan kapal-kapal induk Amerika Serikat. Takagi mengerahkan dua kapal induk dengan kawalan dua kapal penjelajah di bawah komando Hara untuk berlayar menuju
armada TF17 dengan kecepatan 20 knots (23mph; 37 km/h) agar dapat berada di posisi serang ketika ufuk mulai terang pada hari berikutnya, dan kapal-kapal Jepang yang lain sudah selesai mengisi bahan bakar.
Pesawat pengebom B-17 Amerika Serikat yang berpangkalan di Australia beberapa kali diberangkatkan ke Port Moresby untuk menyerang pasukan invasi Jepang, termasuk kapal-kapal perang Got sepanjang hari 6 Mei, namun tidak berhasil mengenai sasaran. Melalui radio, markas MacArthur memberitakan kepada Fletcher hasil serangan pesawat pengebom dan lokasi-lokasi pasukan invasi Jepang. Laporan pilot pesawat di bawah komando MacArthur
yang melihat sebuah kapal induk (Shh) sekitar 425 nautical miles (787 km) barat laut armada TF17 meyakinkan Fletcher tentang keberadaan armada kapal induk Jepang yang membantu kesatuan invasi Jepang.
Pukul 18.00 tanggal 6 Mei, Gugus Tugas 17 (TF17) selesai mengisi bahan bakar. Fletcher memerintahkan tanker Neosho yang dikawal kapal perusak Sims untuk pindah ke pos lain jauh ke selatan di (). TF17 kemudian mengubah haluan ke barat laut menuju Kepulauan Rossel di Louisiade. Tanpa diketahui kedua belah pihak, kapal-kapal induk mereka hanya terpisahkan 70 nautical miles (130 km) satu sama
lainnya pada pukul 20.00 malam itu. Pada pukul 20.00 (), armada di bawah pimpinan Hara mengubah haluan untuk bertemu dengan armada Takagi yang sudah selesai mengisi bahan bakar dan sedang menuju ke arah armada Hara.
Larut malam 6 Mei atau dini hari 7 Mei, Kamikawa Maru selesai menyiapkan pangkalan kapal amfibi di Kepulauan Deboyne yang dimaksudkan untuk memberi perlindungan udara bagi pasukan invasi Jepang ketika mereka mendekati Port Moresby. Sisa Kesatuan Perlindungan di bawah pimpinan Marumo berada di pos dekat Kepulauan D'Entrecasteaux dengan maksud melindungi konvoi kapal-kapal Abe yang segera tiba.
Pada 06.25 tanggal 7 Mei, armada TF17 berada 115 nautical miles (213 km) selatan Kepulauan Rossel. Pada waktu yang bersamaan, Fletcher menugaskan Grup Tugas (TG) 17.3 yang terdiri dari kapal penjelajah dan kapal perusak di bawah komando Crace untuk menutup Selat Jomard. Fletcher sadar kapal-kapal Crace akan bertugas tanpa perlindungan udara karena pesawat-pesawat dari kapal induk TF17 akan sibuk mencari
dan menyerang kapal-kapal induk Jepang. Penugasan kapal-kapal perang Crace ke Selat Jomard berarti mengurangi pertahanan antipesawat bagi kapal induk Fletcher. Namun demikian, Fletcher memutuskan perlu mengambil risiko untuk memastikan pasukan invasi Jepang agar tidak lolos mendarat ke Port Moresby sementara dia sibuk bertempur dengan kapal-kapal induk Jepang.
Fletcher memperkirakan armada kapal induk Takagi berada di suatu lokasi dekat Kepulauan Louisiade, di sebelah utara dari tempatnya berada. Yorktown diperintahkannya untuk mengerahkan 10 pesawat pengebom tukik SBD mulai pukul 06.19 pagi untuk mencari kapal-kapal Jepang. Sementara itu, Takagi yang berada kira-kira 300 nautical miles (556 km) sebelah timur Fletcher () memberangkatkan 12 pesawat pengebom Tipe 97 pada pukul
06.00 sebagai pesawat pencari kapal-kapal TF17. Hara memperkirakan kapal-kapal Fletcher berada di selatan dan menyarankan Takagi untuk mengerahkan pesawat pencari ke kawasan tersebut. Hampir pada saat yang bersamaan, kapal-kapal penjelajah Got yang terdiri dari Kinugasa dan Furutaka memberangkatkan empat pesawat amfibi Kawanishi E7K2 Tipe 94 sebagai pesawat pencari di kapal-kapal Amerika Serikat di
tenggara Kepulauan Louisiade. Beberapa pesawat pencari lainnya diberangkatkan Jepang dari Deboyne, empat Kawanishi Tipe 97 dari Tulagi, dan tiga pesawat pengebom Mitsubishi Tipe 1 dari Rabaul. Kedua belah pihak mempersiapkan pesawat-pesawat di kapal induk masing-masing untuk segera bisa diberangkatkan bila musuh ditemukan.
Pukul 07.22, sebuah pesawat pencari dari kapal induk Shkaku melapor keberadaan kapal-kapal Amerika Serikat pada 182 derajat 163 nautical miles (302 km) dari Takagi. Pukul 07.45, pesawat pencari memberi konfirmasi telah menemukan "satu kapal induk, satu kapal penjelajah, dan tiga kapal perusak." Sebuah pesawat pencari lainnya dari Shkaku ikut memperkuat laporan sebelumnya. Pesawat-pesawat dari
kapal induk Shkaku sebetulnya telah salah lihat. Mereka mengira kapal tanker Neosho dan kapal perusak Sims sebagai dua kapal induk. Berbekal laporan telah ditemukannya kapal-kapal induk Amerika Serikat, Hara atas persetujuan Takagi, segara meluncurkan semua pesawat-pesawat yang tersedia. Sejumlah 79 pesawat yang terdiri dari 18 pesawat tempur Zero, 36 pengebom tukik Tipe 99, dan 24
pesawat torpedo diberangkatkan dari Shkaku dan Zuikaku pada pukul 08.00. Pada pukul 08.15 mereka sudah terbang dalam formasi menuju lokasi yang menurut laporan penglihatan ada "kapal induk" Amerika Serikat.
Pukul 08.20, salah satu pesawat pengintai dari Furutaka menemukan kapal induk Fletcher, dan segera melaporkannya ke markas Inoue di Rabaul yang kemudian diteruskan ke Takagi. Laporan penglihatan adanya kapal induk Amerika Serikat dikonfirmasi oleh pesawat amfibi dari Kinugasa pada pukul 08.30. Takagi dan Hara keduanya dibingungkan oleh laporan penglihatan yang saling bertentangan. Mereka memutuskan
untuk terus menyerang kapal-kapal yang berada di selatan, sementara mengubah haluan kapal-kapal induk mereka ke arah barat laut mendekati lokasi yang dilaporkan pesawat pengintai dari Furutaka. Dari laporan yang saling bertentangan, Takagi dan Hara berkesimpulan ada dua gugus kapal induk Amerika Serikat yang terpisah.