Pertempuran Laut Karang
Sekitar pukul 14.30, Hara memberi tahu Takagi bahwa hanya ada 24 pesawat Zero, delapan pengebom tukik, dan empat pesawat torpedo yang operasional. Takagi cemas bahan bakar kapal makin menipis. Bahan bakar kapal penjelajah tersisa 50%, sementara bahan bakar di kapal perusaknya hanya tersisa 20%. Pukul 15.00, Takagi memberitakan Inoue tentang keberhasilan pesawat-pesawat Jepang menenggelamkan dua kapal induk Amerika
Serikat, Yorktown dan kapal induk kelas "Saratoga," tetapi kerugian besar dalam bentuk pesawat-pesawat yang hancur menyebabkan dirinya tidak dapat meneruskan memberi perlindungan udara untuk invasi. Inoue akhirnya memerintahkan konvoi invasi untuk kembali ke Rabaul karena sebelumnya pesawat pengintai Inoue juga sudah melihat kapal-kapal Crace pada hari itu. Operasi MO
ditundanya hingga 3 Juli 1942, dan memerintahkan armadanya untuk berkumpul di timur laut Kepulauan Solomon untuk memulai Operasi RY. Zuikaku dan kapal-kapal pengawalnya mengubah haluan ke arah Rabaul, sementara Shkaku dipulangkan ke Jepang.
Di atas Lexington, semua api telah dipadamkan grup pengendali kerusakan, dan kapal induk ini kembali ke kondisi siap beroperasi. Namun pada pukul 12.47, percikan dari motor listrik yang tidak dijaga menyulut uap bensin di dekat pos kontrol pusat kapal. Ledakan yang terjadi menewaskan 25 orang awak, dan menimbulkan api besar. Sekitar pukul 14.42, sebuah ledakan besar lainnya
terjadi, dan menimbulkan api kedua yang dahsyat. Ledakan ketiga terjadi pukul 15.25, dan pada pukul 15.38, awak kapal Lexington mulai meninggalkan kapal pada pukul 17.07. Setelah menyelamatkan para awak kapal, termasuk Fitch dan nakhoda kapal induk Frederick C. Sherman, kapal perusak Phelps pada pukul 19.15 menembakkan lima torpedo ke Lexington yang sedang terbakar untuk menghabisinya. Lexington tenggelam di
kedalaman laut 2400 fathom pada pukul 19.52 (). Dua ratus enam belas dari total 2951 awak kapal induk Lexington tewas terbawa ke dasar samudra beserta 36 pesawat. Phelps dan kapal-kapal perang lain yang mengawal Lexington segera meninggalkan lokasi untuk bergabung dengan Yorktown dan kapal-kapal pengawalnya. Mereka berangkat pada pukul 16:01, dan TF17 mengundurkan diri ke barat daya. Pada malam itu, MacArthur memberitakan
kepada Fletcher bahwa delapan dari pesawat B-17 miliknya telah menyerang konvoi invasi, dan sekarang sedang mengundurkan diri ke arah barat laut.
Pada malam itu, Crace membebastugaskan Hobart yang sudah dalam keadaan kritis bahan bakar. Bersama kapal perusak Walke yang memiliki masalah mesin, keduanya berlayar menuju Townsville. Crace tidak sengaja mendengar laporan radio bahwa konvoi invasi musuh telah dipulangkan kembali. Namun, Crace tidak mengetahui Fletcher sudah menarik mundur kapal-kapalnya, dan terus melakukan patroli
bersama kapal-kapal TG17.3 di Laut Koral untuk mencegah pasukan invasi Jepang meneruskan rencana menyerbu ke Port Moresby.
Pada 9 Mei, TF17 mengubah haluan ke timur dan keluar dari Laut Koral melalui rute selatan Kaledonia Baru. Nimitz memerintahkan Fletcher untuk mengembalikan Yorktown ke Pearl Harbor secepat mungkin setelah mengisi bahan bakar di Tongatabu. Sepanjang hari itu, pesawat pengebom Angkatan Darat Amerika Serikat menyerang Deboyne dan Kamikawa Maru, namun kerusakan yang ditimbulkan tidak diketahui. Sementara itu, Crace yang
tidak mendapat berita apa pun dari Fletcher menyimpulkan TF17 telah meninggalkan lokasi pertempuran. Pukul 01.00 tanggal 10 Mei, setelah tidak mendapat berita lebih lanjut tentang pergerakan kapal-kapal Jepang menuju Port Moresby, Crace berputar menuju Australia dan tiba di Cid Harbor, 130 nautical miles (241 km) utara Townsville pada 11 Mei.
Pada pukul 22.00 tanggal 8 Mei, Yamamoto memerintahkan kapal-kapal Inoue untuk berbalik, menghancurkan sisa kapal-kapal Sekutu, dan menyelesaikan invasi ke Port Moresby. Inoue tidak membatalkan penarikan mundur konvoi invasi, namun memerintahkan Takagi dan Got untuk mengejar sisa kapal-kapal Sekutu di Laut Koral. Persediaan bahan bakar kapal-kapal perang Takagi sudah kritis, dan menghabiskan hampir sepanjang
hari 9 Mei mengisi bahan bakar dari tanker Th Maru. Larut malam 9 Mei, Takagi dan Got berlayar ke tenggara, dan lalu ke barat daya menuju Laut Koral. Pesawat-pesawat amfibi dari Deboyne membantu Takagi mencari armada TF17 pada pagi 10 Mei. Namun kapal-kapal Fletcher dan Crace sudah meninggalkan lokasi. Pukul 13.00 tanggal 10 Mei, Takagi berkesimpulan musuh sudah pergi dan memutuskan untuk kembali ke
Rabaul. Yamamoto setuju dengan keputusan Takagi dan memerintahkan Zuikaku kembali ke Jepang untuk dilengkapi kembali dengan pesawat-pesawat. Pada saat yang bersamaan, Kamikawa Maru juga meninggalkan Deboyne. Pada siang 11 Mei, satu pesawat PBY Angkatan Laut Amerika Serikat yang sedang berpatroli dari Nouméa melihat Neosho sedang terapung-apung di (). Pada hari itu juga, kapal perusak Amerika
Serikat Henley bertindak dan menyelamatkan 109 awak Neosho dan 14 awak Sims yang selamat, dan lalu menenggelamkan Neosho dengan tembakan torpedo.
Pada 10 Mei, Operasi RY dinyatakan berakhir. Setelah kapal penyebar ranjau Okinoshima yang dijadikan kapal komando ditenggelamkan oleh kapal selam Amerika Serikat S-42 pada 12 Mei (), pendaratan pasukan ditunda hingga 17 Mei. Sementara itu, armada TF16 di bawah pimpinan Halsey mencapai Pasifik Selatan dekat Efate, dan pada 13 Mei berlayar ke utara untuk mencegat kapal-kapal Jepang yang
mendekati Nauru dan Kepulauan Ocean. Setelah mendapat laporan intelijen tentang operasi berikutnya Armada Gabungan Jepang ke Midway, Nimitz pada 14 Mei memerintahkan Halsey untuk memastikan pesawat pengintai Jepang dapat melihat kapal-kapal Halsey pada hari berikutnya. Nimitz setelah itu segera kembali ke Pearl Harbor. Pada 10.15 tanggal 15 Mei, pesawat pengintai Kawanishi dari Tulagi melihat
TF16 di 445 nautical miles (824 km) timur Kepulauan Solomon. Gerak tipu kapal-kapal Halsey berhasil. Setelah mencemaskan serangan udara kapal induk Amerika Serikat terhadap pasukan invasi Jepang, Inoue segera membatalkan Operasi RY. Kapal-kapal diperintahkannya untuk kembali ke Rabaul dan Truk. Pada 19 Mei, TF16 yang kembali ke kawasan Efate untuk mengisi bahan bakar, dan berbelok menuju Pearl Harbor. TF16 tiba di Pearl Harbor pada 26 Mei, sementara Yorktown tiba pada hari berikutnya.
Shkaku tiba di Kure, Jepang, pada 17 Mei. Dalam perjalanan, kapal induk ini hampir terbalik akibat kerusakan yang diderita selama pertempuran. Zuikaku tiba di Kure pada 21 Mei, setelah berhenti sebentar di Truk pada 15 Mei. Berbekal sinyal intelijen, Amerika Serikat mengerahkan delapan kapal selam di sepanjang rute yang diperkirakan akan dilewati kapal-kapal induk Jepang
sewaktu kembali ke Jepang. Namun, kapal-kapal selam tersebut tidak berhasil melakukan serangan. Staf Umum Angkatan Laut Kekaisaran Jepang memperkirakan perlu waktu dua hingga tiga bulan untuk memperbaiki Shkaku dan melengkapi kembali skuadron udaranya. Oleh karena itu, Shkaku dan Zuikaku keduanya tidak dapat ikut serta dalam operasi Yamamoto yang
berikutnya di Midway. Shkaku dan Zuikaku bergabung kembali dengan Armada Gabungan pada 14 Juli dan berperan utama dalam pertempuran antarkapal induk yang berikutnya melawan Amerika Serikat. Lima kapal selam kelas I yang mendukung Operasi MO dialihkan untuk mendukung penyerangan ke Pelabuhan Sydney tiga minggu kemudian sebagai bagian dari usaha mengganggu jalur logistik Sekutu. Dalam perjalanan ke
Truk, I-28 terkena tembakan torpedo dari kapal selam Amerika Serikat Tautog dan tenggelam berikut semua awaknya.