瑞鶴 (空母)
6月19日、小沢機動部隊はアメリカ機動部隊を攻撃し、瑞鶴も同日朝には40機(零戦16機、彗星15機、天山9機)の攻撃隊を発艦させたが、味方部隊の誤射による混乱やアウトレンジ戦法の失敗により帰還できたのは12機(零戦5機、彗星4機、天山3機)という大損害を受けた。また、小沢機動部隊甲部隊(第一航空戦隊《大鳳、翔鶴、瑞鶴》、第五戦隊《羽黒、妙高》、第十戦隊〔旗艦矢矧、霜月、第4駆逐隊《朝雲》、第17駆逐隊《磯風、浦風》、第61駆逐隊《若月、初月、秋月》〕)もアメリカ潜水艦の襲撃を受け、旗艦の大鳳が「アルバコア」、翔鶴が「カヴァラ」の雷撃で撃沈された。大鳳脱出後の小沢治三郎司令長官や古村啓蔵参謀長は駆逐艦若月、重巡羽黒を経由して20日正午頃に瑞鶴に移乗した。
6月20日午後5時25分、薄暮攻撃隊として天山7機が発進(3機未帰還、4機帰投後不時着救助)。直後、100機以上のアメリカ機動部隊艦載機の空襲を受けた。機動部隊は瑞鶴(旗艦)を中心に、第五戦隊(妙高、羽黒)、第十戦隊(矢矧、浦風、磯風、朝雲)、秋月型駆逐艦4隻(初月、若月、秋月、霜月)という輪形陣を組んでアメリカ軍機を迎撃した。
この攻撃で至近弾6発を受け、さらに瑞鶴艦橋後部の飛行甲板に爆弾1発が命中、小規模な火災が発生した。
瑞鶴攻撃隊は「ヨークタウン」を中破させたが、魚雷を命中させられず決定的戦果をあげられなかった。対する第17任務部隊艦載機はスコールの下にあった瑞鶴を発見できず、翔鶴に集中攻撃を加えた。爆弾3発の命中により翔鶴は大破炎上した。瑞鶴は損害こそ受けなかったものの、多数の艦載機と搭乗員を失い、随伴駆逐艦の燃料も不足、また敵空母2隻を撃沈したと錯覚したため(ヨークタウン型三弾以上命中撃沈確実)、米機動部隊追撃を諦めて北上した。同日夕刻の報告によると、瑞鶴の使用可能機(翔鶴収容機含む)は艦戦24、艦爆9、艦攻6、翌日修理完了予定(艦戦1、艦爆8、艦攻8)だったという。
祥鳳が沈没し、翔鶴も大破して瑞鶴の航空隊までも消耗という経緯を受けて井上司令長官はポートモレスビー攻略の延期を決定した。連合艦隊(司令長官山本五十六大将)は「此ノ際極力残敵ノ殲滅ニ努ムベシ」と発令して南洋部隊を叱責する。南洋部隊は麾下部隊に南下および索敵攻撃を命じるが、航空機の消耗に加えて燃料不足が行動を制約する。翔鶴は駆逐艦と共に内地へ回航された。瑞鶴は東邦丸から燃料補給を行った後、索敵を実施する。だが漂流するネオショーを発見したのみで、アメリカ軍機動部隊(ヨークタウン等)は逃走した後だった。5月10日、連合艦隊はポートモレスビー作戦の延期を発令。MO機動部隊はミッドウェー作戦準備のため、南洋部隊から除かれる旨を通知した。 5月13日、MO攻略部隊の編成は解かれ、南洋部隊はナウル・オーシャン攻略部隊作戦を実施することになる。