美军航母发起空中攻击的时间，比日军航母晚了20分钟。仅从航母数量来看，南云舰队就有三艘，实力自然要超过美军，但在获悉日方的大致方位及航向后，金凯德仍以狭路相逢勇者胜的精神，毫不犹豫地从“企业”号和“大黄蜂”号先后派出了三拨攻击机。
美军的第一攻击机在飞出60海里后，即与南云的第一攻击队擦肩而过。日军没有发现美军，美军则是战机数量太少，而且也没有足够的时间和燃料来堵截对方，于是两边都直着眼睛走路，各赶各的道去了。
十分钟后，美军第二攻击机又与日机相遇，这一拨比前面一拨的数量更少，只有19架飞机。
打了照面之后，日机机群本来已经飞了过去，可是属于“瑞凤”号的那一支觉得柿子要拣软的捏，便宜不占白不占。他们实在受不了这种诱惑，于是又掉头向美机发起空战。
战机在空中厮杀了一阵，互有损伤。因为都还惦记着更为重要的使命，所以这场空中肉搏战来得快去得也快，双方一脱离接触，即加快速度向预定目标奔去。
日军攻击队出发较早，首先接近美军所在区域。美舰上装有雷达，按理可以先知先觉，但因出击美机与日机均在一个方位，有些难以辨别，雷达兵花了十几分钟才确认核实，这时日军第一攻击队相距已不到50海里。
金凯德沿用了过去弗莱彻的指挥体系，所有战斗机均由“企业”号航母来引导，这种方式既不准确，又不得力，加上引导官还是个新手，导致升空拦截的战斗机配置得太迟，离舰队也太近，这使日机得到了痛下杀手的机会。
“企业”号情知不妙，赶紧躲进了一片暴雨区，“大黄蜂”号无处闪避，只能和警戒舰船一起，依靠防空炮火编织起的火力网进行拦阻。这道火力网并非摆设，日机要么不碰上，碰上就会像触到高压电一样被爆开，随后拖着尾巴栽入海底。
只是来钻火力缝隙的日机实在太多了，“舰爆”（即“99”式俯冲轰炸机）不顾火力网的拦截，集中向“大黄蜂”号俯冲投弹，其中一发炸弹落在飞行甲板附近，另外两发虽然炸歪了，但还是伤了舰身。
“大黄蜂”号遭到的第一个重大伤害，是一名日机飞行队长造成的。他在被飞机火力网击伤起火后，索性实施自杀式攻击，向烟囱进行俯冲，最后笔直地栽在飞行甲板上。只听“轰隆”一声巨响，机上携带的两发炸弹一齐炸开，舰内机库随即起火燃烧。
“野猫”机群奋不顾身地向“大黄蜂”号冲去，几分钟后，由村田重治少佐指挥的“舰攻”又从后方低空掠来。
村田绰号“雷击王”，专攻航空鱼雷，他曾经和渊田等人一道研究如何在珍珠港实施浅海鱼雷攻击。偷袭珍珠港时，第一枚鱼雷就是他射出去的。
村田在中途岛战役中受过伤，伤愈后依旧是南云麾下的擎天一柱。在第二次所罗门海战中，鱼雷机群出击过晚，未能及时攻击美舰，这使他心有不甘。此次村田极为冷静，他趁着“野猫”式与“舰爆”纠缠的机会，亲自率领鱼雷机对“大黄蜂”号两舷发起夹攻。
“舰攻”飞得很低，防空火力网完全顾及不到，有两枚鱼雷钻进航母的主机室并发生爆炸，这两枚中的一枚即为村田的杰作。
“大黄蜂”号先是停了一会儿，接着舱体便出现倾斜。不过它的悲剧并没有结束，日机对付“大黄蜂”号的手段有如鬣狗撕咬狮子，每一次攻击机的数量都很有限，却能够持续不断地进行，直到对手无力恢复，流尽最后一滴血为止。
“大黄蜂”号最著名的一张照片。在被炸弹和鱼雷严重击伤后，舰上的上层建筑已经卷曲，并被浓烟包围，但星条旗仍高高飘扬，犹如是美国国歌《星条旗永不落》的生动再现
很快又有一群日军轰炸机袭来，三发重磅炸弹让“大黄蜂”号完全变成了一座燃烧的火山。见“大黄蜂”号已失去航行和作战能力，附近的巡洋舰迅速赶到，将它拖离战场。
日方也为此付出了不小代价。由于属于“瑞凤”号的九架“零”式贪便宜，半途去攻击美机，导致南云第一攻击队的护航战斗机减少，在“野猫”式拼了命的冲击中，日机纷纷解体或坠落，“雷击王”村田在发射鱼雷命中后，即被“野猫”式凌空打爆，整个攻击队损失战机超过一半以上。