パラオ大空襲
アメリカ軍は日本艦隊主力の捕捉にこそ失敗したものの、遠く追い払ったことでホーランジア攻略の妨害を予防するという戦略目的を十分に達成したといえる。
この後第58任務部隊は4月22日のホーランジア攻略に参加した(ホーランジアの戦い)。
アメリカ軍機の置き土産である機雷は容易に処理できず、パラオの基地機能喪失を長引かせた。パラオ泊地に出入りする主要水路であった西水道とマラカル水道は放棄され、ヨオ水道と港内だけが4月23日にようやく掃海完了と判定された。この間、4月9日に病院船高砂丸が触雷により擱座している。アメリカ軍が使用したのは接触により作動する旧式機雷ではなく、磁気変化に反応して起爆する感応機雷で、日本軍は適切に対応できなかった。
パラオ空襲は、日本の連合艦隊司令部の遭難という事態も引き起こした。古賀司令長官は殉職し、指揮権継承を巡る大混乱が生じた。福留参謀長は生還したものの、連合軍側ゲリラにより一時拘束されて、新Z号作戦の作戦要領や暗号書など重要機密書類を奪われてしまった。(詳細は海軍乙事件を参照。 )
このほかのパラオ大空襲の影響としては、日本軍にパラオまたはフィリピン南部攻略の可能性が高いとの誤った予想を抱かせ、竹輸送による緊急防備強化が決定されたこと。その反動としてマリアナ諸島の防備強化の優先順位が下げられたこと。再建中の第三艦隊第601航空隊に反撃のための移動命令が出され、訓練が中断されてしまったことなどが挙げられる。いずれもその後の戦局に重大な影響であった。
日本軍は、水上戦闘艦こそ事前退避で多くが難を逃れたものの、碇泊中の多数の支援艦船・輸送船の大部分が撃沈された。主な水上戦闘艦では駆逐艦・哨戒艇各1隻が沈み、支援艦では工作艦2隻・給油艦6隻など9隻が沈没、給油艦1隻が損傷、徴用輸送船も陸海軍合わせて15隻が沈没または擱座した。支援艦・輸送船として徴用中の商船損害は、戦史叢書によると計21隻で8万4千総トンに達する。各種支援艦の中でも、日本唯一の本格的工作艦であった明石の撃沈が、日本海軍の艦船整備能力を著しく低下させる最大級の痛手だった。また、7隻もの給油艦の損害により連合艦隊の機動力は激減し、以後のマリアナ沖海戦などにおいて日本海軍にとって厳しい足かせになった。航空部隊の損害も計147機喪失と大きく、26航戦の再建は保有機をほぼ全損して振り出しに戻り、次の決戦の主役に予定された一航艦も実動兵力の半数を失ってしまった。
一方、アメリカ軍の損害は航空機25機喪失のほか、支援のため行動中だった潜水艦タリビーが沈んだのと、友軍機の誤爆で潜水艦タニーが軽微な損傷を負っただけであった。撃墜された航空機の搭乗員44人のうち、26人までは友軍によって無事救助された。
パラオの基地機能は、支援艦や航空部隊の壊滅により失われた。日本軍はウルシー泊地の使用も断念し、ダバオへ逃れていた遊撃部隊は、4月5日にはるか西方のリンガ泊地まで後退した。
第58任務部隊は、3月22日に集結地点のメジュロ環礁を出撃し、パラオへと向かった。途中3月26日に給油艦9隻と会合して洋上補給を受けた。28日にも給油艦4隻を含む第50.15任務群(その他に護衛空母4隻・重巡3隻・駆逐艦12隻)から洋上給油を受けた後、第58任務部隊は3つの任務群に分かれ、攻撃隊の発進地点へと向かった。
アメリカ海軍は、不時着した友軍パイロットの救助と脱出する日本艦船の撃破のため、潜水艦部隊も展開した。パラオ周辺に7隻、ヤップ島とウォレアイ環礁近海に1隻ずつが配置された。このうち、パラオ沖にいたタリビーは3月26日夜にパラオに入港しようとする日本の西松2号船団を襲撃したが、発射した魚雷の自爆により沈没してしまった。
日本海軍は、アメリカ機動部隊の行動を早くから察知していた。第58任務部隊のメジュロ出撃翌日には、輸送任務中の潜水艦によって偶然に発見していた。連合艦隊司令部は、トラック基地航空隊による3月25日・26日の敵艦隊発見報告、通信解析の結果をふまえ、パラオへの空襲の公算が大きいと判断した。28日にはパラオまで750海里(1389km)のウォレアイ南方に迫っているのが航空偵察で確認されたが、連合艦隊司令部はまだ時間的余裕があると見ていた。
日本軍が1月半前のトラック島空襲の二の舞ともいうべき大損害を出した原因については、せっかく事前に敵機動部隊の接近に気付いていながら迅速な対応を行わなかったことや、戦闘艦以外の支援艦船や輸送船の退避が徹底しなかったことなどが指摘されている。
初動が遅れた点に関して、吉田俊雄は敵艦隊が750海里まで迫っているのに福留連合艦隊参謀長は余裕があると判断していた事実を問題視し、低速な戦艦中心時代の感覚が身に染みており、高速の空母中心時代に対応できていなかったのではないかと評している。
また、船舶の避難が徹底しなかった点に関して、当時の伊藤整一軍令部次長は、(1)陸軍徴用船を管理する船舶司令部が反対したこと、(2)船長が第30根拠地隊の命令に服従する義務があるのか疑問を持っていたこと、(3)出航準備の進捗が遅く夜間となってしまい、船団指揮官が出港を断念したことを指摘している。