珊瑚海海戦
翔鶴は爆弾命中により着艦不能となっていたため、翔鶴攻撃隊と瑞鶴攻撃隊の双方が瑞鶴1隻に群がって着艦した。飛行甲板を常に着艦可能状態とするため、整備長は損傷の大きな機体の海中投棄を命令した。佐藤善一大尉が「私の機が最後です」と報告するとMO機動部隊司令部は「しまった、捨てすぎたか」と狼狽した。原少将は攻撃隊の被害を見て「これじゃ、とてもできんな」と呟いており、参謀達も攻撃機の激減(使用可能艦攻6を索敵に投入すると、艦爆9機のみが攻撃可能兵力となる)により追撃の意思を揺るがせており、目前で炎上する翔鶴と攻撃隊の惨状に、司令部は次の作戦を考慮する余裕を失っていた。下田中佐/飛行長は搭乗員達の疲労の深さに、第二次攻撃は中止すべきと判断していた。加えてMO機動部隊は搭乗員の救出に駆逐艦白露を分派、避退する翔鶴の護衛に重巡洋艦衣笠、古鷹、駆逐艦潮、夕暮を分派、瑞鶴に随伴する護衛艦は重巡洋艦妙高、羽黒と駆逐艦有明、時雨のみであり、その護衛艦も残燃料5-6割になっていた。原少将は高木武雄中将に「戦線整理」を意見具申、これを受けて高木中将は「攻撃隊は一一〇〇頃より逐次帰着、兵力整理中なるも、本日第二次攻撃の見込なし」と連合艦隊司令部に報告したあと、「第五航空戦飛行機収容、兵力整頓並に緊急補給の上改めて攻撃を再興せんとす」として北上を決定した。ツラギ基地からは横浜海軍航空隊の九七式飛行艇3機が魚雷を抱えて出撃したが、会敵しなかった。
この後、オーストラリアから飛来したB-17爆撃機がクレース隊を誤爆、クレース少将は渋い顔で、「アメリカ軍爆撃隊の技術が、数分前に行われた日本軍雷撃隊のそれに比べて著しく劣っていたおかげで助かった」と、この誤爆について皮肉っぽくコメントした。午後12時49分 (14:49)、デボイネ基地の水上機部隊指揮官は、米艦隊がクレース隊と空母機動部隊の二手に分かれていることを掴み、神川丸に報告した。
日本軍攻撃隊は零戦11機がガスマタに不時着、四空の一式陸攻隊は隊長機を含む4機を喪失、次席指揮官小関中尉機はラエ基地に不時着、別の1機がデボイネ基地に不時着、ブナカナウ基地に到着したのは出撃時の半数6機であった。戦果は「艦型不詳戦艦1隻撃沈、重巡洋艦1隻大破」と過大に報告された。帰投後の戦果分析で四空と元山空の戦果はさらに水増しされ「カルフォルニア型戦艦1隻轟沈、英重巡キャンベラ型1隻傾斜火災沈没の算大なり、ウォースパイト型戦艦1隻大破停止沈没の算大」となった。四空はクレース隊を8隻と認識しており、元山空は攻撃終了時に6隻残存と明確に報告したため、消えた戦艦2隻が沈没判定とされたという説もある。山田少将は戦果に疑問を抱いたが、米戦艦撃沈・英戦艦大破という大本営発表を訂正することは出来なかったという。
沈没:空母祥鳳、駆逐艦菊月、掃海艇3隻
損傷:空母翔鶴、駆逐艦夕月、敷設艦沖島
喪失:航空機97機
本海戦は、緒戦の連戦連勝の中での初のつまづきであり、第四艦隊司令長官井上成美中将は、本海戦によるポートモレスビー作戦の延期、また戦果拡大を図る追撃を中止したことを理由に、権威を損なう臆病風、攻撃精神の欠如と中央や連合艦隊司令部の指導者から非難された。軍令部や宇垣纏連合艦隊参謀長はおろか、連合艦隊司令部、山本五十六連合艦隊司令長官、永野修身軍令部総長からも批判を受け、最終的に昭和天皇から「井上は学者だから、戦は余りうまくない」と評された。嶋田繁太郎海軍大臣に至っては井上の将官人物評で「戦機見る明なし。次官の望みなし。徳望なし。航本の実績上がらず。兵学校長、鎮長官か。大将はダメ」と酷評した。土肥一夫少佐によれば、連合艦隊司令部の電報綴には井上と第四艦隊に対する罵倒の赤字が書き殴られていたという。
本海戦で、井上は史上初の空母機動部隊同士の決戦における総指揮官となり、寄せ集め部隊を率いて、手探りで戦いを進めた。