ニューギニア沖海戦
アメリカ軍は真珠湾攻撃の影響から戦艦部隊の出撃は行えず、空母機動部隊によるマーシャル・ギルバート諸島機動空襲など、散発的な反撃を行っていた。また日本軍が占領したラバウルに対しては、ポートモレスビーよりB-17重爆による空襲を開始した。 2月15日、シンガポールは陥落した(シンガポールの戦い)。これにより日本軍の攻勢が続き、ラバウルを拠点としてニューカレドニアやニューヘブライズ諸島に進撃するのではないかと恐れたアメリカ合衆国やオーストラリアは、アメリカ海軍の投入を決定した。ウィルソン・ブラウン海軍中将が指揮する大型空母レキシントン(艦長フレデリック・C・シャーマン大佐)を基幹とした機動部隊をハーバート・リアリー(英語版)中将を司令官とするANZAC部隊(英語版)に編入し、ラバウルに奇襲攻撃を敢行することにした。なお大型空母サラトガ (USS Saratoga, CV-3) が伊号第6潜水艦の雷撃で大破して修理を余儀なくされ、ちょうどレキシントン第2戦闘飛行隊(VF-2)も機種交換の時期だったので、VF-3(サラトガ航空群第3戦闘飛行隊、指揮官ジョン・サッチ少佐)がレキシントンに配備されていた。
1月31日、ブラウン中将(旗艦レキシントン)が率いる第11任務部隊 (Task Force 11) は輸送船団を護衛しつつ、オアフ島の真珠湾を出撃した。 船団護衛任務終了後の第11任務部隊は、2月21日午前4時のラバウル空襲を予定してニューブリテン島を目指した。ラバウルより125浬東方海面より攻撃隊を発進させる計画だったが、ブラウン中将は「ラバウルに二つの飛行場があること」「日本軍がラバウルより600浬の海域まで哨戒機を派遣している」とは思わなかったという。
同日、第四艦隊司令長官井上成美中将は航空攻撃に呼応して、南洋部隊麾下の水上艦艇部隊により米軍機動部隊の攻撃を企図した。 旗艦鹿島および敷設艦沖島(第十九戦隊司令官志摩清英少将)、五藤存知少将指揮下の第六戦隊(第1小隊〈青葉、加古〉、第2小隊〈衣笠、古鷹〉)、丸茂邦則少将指揮下の第十八戦隊(天龍、龍田)を率いて正午以後、トラック泊地を出撃した。 別行動中の第六水雷戦隊(軽巡夕張、第29駆逐隊〈追風、朝凪、夕凪〉、第30駆逐隊〈睦月、弥生、望月〉、第23駆逐隊〈卯月、菊月、夕月〉)や、航空機輸送任務中の祥鳳隊(空母祥鳳、駆逐艦帆風)にも合流を命じた。 当初の情報によると米空母は3隻であり、加古艦長は「勝算のない出撃はいやなものだ」と回想している。また南洋部隊主隊(鹿島、沖島)の出撃(避退)海面は米軍機動部隊と反対方向であり、軍令部では「たとえ戦列に加われないとしても敵にむかって前進すべき」との批判があった。 また第四艦隊の隷下にあった潜水艦部隊は、第七潜水戦隊(司令官大西新蔵少将、旗艦「迅鯨」)であった。七潜戦隷下の第27潜水隊と第33潜水隊も、索敵攻撃に向かった。
2月21日、日本側はラバウル東北方面を索敵するが、米軍機動部隊を発見できなかった。 2月23日以降、第四艦隊指揮下各艦はトラック泊地に戻った。 永野修身軍令部総長は昭和天皇に戦況を上奏する。この中で永野総長は「航空母艦1隻撃沈確実」と報告すべきところを「航空母艦一隻を撃沈せるものの如きも更に詳細調査中」と訂正して上奏した。
索敵の飛行艇は撃墜されたが、第24航空戦隊(後藤英次司令官)は関係部隊に敵発見を報告した。 1100、第四艦隊(司令長官井上成美中将)は麾下の第24航空戦隊に対し、ただちに航空攻撃を下令する。またトラック泊地やマーシャル諸島に分散展開していた第四艦隊麾下航空部隊にも米軍機動部隊攻撃を命じた。 第24航空戦隊司令官の命令を受けた第四航空隊司令森玉賀四大佐は、陸攻による攻撃を決意する。12時20分、日本軍はラバウルから第四航空隊の一式陸攻17機(指揮官、飛行隊長伊藤琢蔵少佐、海兵56期)を発進させた。 当時のラバウルにおける24航戦兵力は、陸攻18、九六式艦上戦闘機14、零式艦上戦闘機13、飛行艇12と報告されている。このうち零戦7機は空母「祥鳳」(南洋部隊所属)により輸送され、15日に到着したばかりだった。 また千歳海軍航空隊が装備する九六艦戦用の増槽がなく、戦闘機の護衛はなかった。陸攻用の対艦攻撃装備(魚雷)も到着していなかったため、陸攻隊は爆装(250kg爆弾2発、60kg爆弾6発)のみでの出撃になった。このため24航戦は飛行艇による黎明雷撃を敢行することにした。 陸攻隊に戦闘機の護衛が無く、さらに爆装のみでの敵機動部隊攻撃に関係者は不安をもったが、搭乗員達は南西方面以来の実戦経験から士気は極めてたかく、攻撃の成功を確信していたという。
当時のニューアイルランド島東方の天候はよくなかったが、日本軍攻撃隊は九七式飛行艇(敵艦隊発見後、行方不明)や、聖川丸所属零式水上偵察機(松井由五郎飛行兵曹長指揮、未帰還)の誘導により米軍機動部隊を発見する。 レキシントン側はレーダーで日本軍攻撃隊の接近を探知しており、F4F戦闘機隊で迎撃した。