在远处的海面，幸存的“飞龙号”也完了，在派出最后一波攻击飞机后，它的飞机已损失殆尽。此时天空中只剩下了数架零式战斗机在拼死抵抗，但根本起不到任何效果，敌人的飞机实在是太多了。
敌人两个中队的俯冲轰炸机和十二架鱼雷机围着“飞龙号”轮番发起进攻，“飞龙号”上的高射炮在拼命开火，但效果有限。舰长加来大佐指挥这艘战舰拼命地在海面上进行躲闪，避开了投下来的头几枚炸弹。但是，更多的敌机接着俯冲下来，“飞龙号”接连被命中六枚350公斤的航空炸弹，立即引起大火和爆炸。巨大的黑色烟柱腾空而起，“飞龙号”的航速很快降低下来。
现在，奥中战机开始把注意力转到警戒舰上。
在8点49分，护航的“榛名号”战列舰就遭到四架轰炸机攻击，9点7分，又遭到两架俯冲轰炸机攻击。但炸弹都没有命中，“榛名号”完好无损。
“利根号”重巡洋舰在9点20分遭到四架俯冲轰炸机攻击，9点28分，又遭到七架俯冲轰炸机攻击，被命中两枚航弹。
10点23分，“飞龙号”已经完全失去航速，舰体开始不断倾斜，由于进水，倾斜到了十五度。任何的救援努力都没有了效果，山口海军少将通过“风云号”驱逐舰向南云海军中将报告，他已命令“飞龙号”舰员弃舰。
小林道雄大尉带领着日本人仅剩下的三十多架舰载机跟随在沉浸在胜利当中，洋洋得意返航的奥中机群身后。那些刚刚取得了一场海战胜利，自命不凡的飞行员们丝毫没有留意身后潜伏的危险，全都把这些日本军机当成了自己的队友。飞行员们肆无忌惮地在无线通话器里聊着天，吹嘘着自己的战绩，可谁也没有想到去问一句身后跟的这群飞机是怎么回事。
奥中联合舰队的雷达兵才注意到了这批飞机，也注意到了他们没有发出自动无线电识别信号，但现在的雷达探测精度还很差，雷达兵们却误认为这批战机与返航的机群是在一起的，实际上这批飞机位于中国机群的身后大约2海里。而且飞行高度要比返航的机群高500米左右，这样，它们的光影在雷达屏幕上显示出来是与返航的机群是重叠的。
没有人发出任何警告，直到在舰队外层巡逻的两架巡逻战斗机想要上去迎接他们。这才发现对方的机身上喷涂的日本军徽。
现在整个都乱了套，防空警报突然间响了起来，所有的航母正在回收战机，毫无准备，那些还没有降落的战斗机又重新拉升。想调转机头去迎击敌人，可一切都来不急了，日本人带着满腔的仇恨扑向了海面上乱哄哄的航母战斗群。
而这些航母上空大部分盘旋的都是自己的战机，舰队的防空火炮根本不敢轻易开火。
真是一场灾难！
十八架日本俯冲轰炸机中有15架突破了护航的40多架战斗机的拦截，呼啸着扑向在海面上四处乱窜的航母战斗群，然后投下了炸弹，对鱼雷机的拦截要好一些，但也有七架鱼雷机顺利地投下了鱼雷。
倒霉的“广西号”再次被命中一枚航弹，炸弹正好落在了舰艉密集的停机区域，后飞行甲板瞬间被炸开一个直径大约在十米左右的大洞。有数架战机被炸得飞向半空，然后化成碎片溅落到四周的海水中，甲板上还有一些被炸毁的飞机在燃烧着。
这还没完，两架敌人的鱼雷机从低空冲向了这艘浑身冒着滚滚黑烟，在海面上正在急速转向的中国航母右舷，在不到一千米的距离上，一前一后投下了两枚黑乎乎的鱼雷，两枚鱼雷入在水后激起十几米高的水花，然后在水下以近五十节的调整向着航母扑来。
10点28分30秒，一条鱼雷命中“广西号”右舷舷前部。而另一枚鱼雷则命中了军舰的舯部，剧烈的爆炸使那里喷出一股夹着海水的火舌，“广西号”的舰体猛烈地抖动起来。
现在战场上一片狼藉，奥中舰队十艘航母中竟然有三艘挨了炸弹。被敌人的一支小部队在毫无准备的情况下偷袭成功，竟然有三艘航母受创，真是一件丢脸的事。
维尔莫茨?扬克尔上将在旗舰的舰桥上气得直跳脚，下令战斗机部队务必要全歼来犯的日本战机。不用他再多说，那些返航的战斗机此时也已经转回身来，在追逐着已经完成投弹的日本轰炸机。一架又一架的日本轰炸机在数架战斗机的围攻下从半空中冒着火光坠向大海。可是他们已经完成了使命，总算是给几乎全军覆没的日本机动舰队挽回了一些脸面。
最终，只有三架零式战斗机逃脱了追击，顺利的返航。当然，它们已经没有地方可以降落，最终只能迫降在海面上，日本机动舰队的所有五艘航母已经有两艘已经沉没，另外的三艘也只是在海面上挣扎着苟延残喘。
怒不可遏的扬克尔上将又向日本舰队的方向派出了第三波攻击的战机，但马绍尔舰队派出去的攻击机群却碰上了近藤信竹海军中将所率领的日本海军第二舰队，找错了目标，这让南云舰队得以逃过了一劫。
德国攻击机群向围着正在撤退的近藤舰队就是一阵狂轰滥炸，最终“金刚号”战列舰被重创，“比睿号”只受了轻伤， “爱宕号”和“鸟海号”重巡洋舰被重创，“妙高号”和“羽黑”号重巡洋舰被击沉。日本海军第五巡洋舰战队司令官高木武雄海军中将阵亡，这也是在这场海战中日本海军唯一阵亡的一名海军中将。另外“朝云号”