经过一个多小时的激战，太平洋舰队舰船上的防空火力击落击伤了日机近两百架，但自己也有一艘航空母舰和三艘护航航空母舰等十余艘舰船被日机扔下的炸弹鱼雷或自杀攻击机所击中，其中一艘护航航空母舰和一艘重巡洋舰、两艘驱逐舰已被放弃。
二十分钟过后，日军的第二次空袭又接踵而至，但这次规模要小得多，只有三百余架飞机。
又是一个多小时的激战，日机三个波次的攻击被成功阻止，绝大部分日机都葬身大海。而美国的军舰的甲板上都铺满了炮弹壳，许多水兵累的瘫在甲板上连站都站不起来。
这时，太平洋舰队上的轰炸机和鱼雷机开始起飞了，在战斗机的护航下直奔已经被锁定了方位的日军航空母舰和战列舰编队而去。
同时，在台湾的美国陆军航空兵也出动了一百余架战斗机和一百多架轰炸机，加入了对日军舰队的攻击。
这场海空大战从早上打到了黄昏，美国舰载机和陆基飞机最少都是三个架次的起飞，光投下的重型炸弹和鱼雷就有多五千多枚，另外潜艇发射的鱼雷也有二百多枚。
在美军猛烈的打击之下，日军残余舰队最后在夜幕掩护下逃离了战场。
战斗结果，美军共击沉包括“大和号