美國太平洋艦隊在這次決戰中投入了14艘航母，12艘戰列艦，巡洋艦，驅逐艦，護衛艦數量高達208艘。為了這次決戰，能夠開到夏威夷的軍艦都來了。
不能來的4個航母編隊以及4艘戰列艦全都在所羅門群島作戰，這已經是美軍維持所羅門群島護航作戰的最低兵力，再抽調不出哪怕1艘軍艦。
日軍則投入了10艘航母，9艘戰列艦為核心的177艘軍艦。這也是日軍能夠拿出的所有戰艦。如果想增加艦艇，就得向中國請求支援。
聯合艦隊已經確定了美軍航母的平均載機量為75艘，14艘航母運載的戰斗機為1050架。日本使用的航母是亞洲聯軍的標準航母，每1艘航母載機約為100。美日雙方的空軍數量為1000:1050，基本可以認為旗鼓相當。
至于戰列艦這種作戰裝備，山口多聞并不很在意。根據大量實際測試的結果，1個大隊的戰斗機裝備魚雷，就足以對付美軍的12艘戰列艦為核心的作戰編隊。更何況日軍也有9艘戰列艦，戰斗力方面并不吃虧。
根據偵察機的報告，美日雙方航母編隊的平均距離在約為450公里左右，戰斗機起飛后只需要1個小時就能抵達對方航母所在位置。
6月11日上午5點19分，日本戰斗機編隊向司令部發報，已經發現美軍航母，并且準備開始進攻。5點25分，美國航母艦載機也抵達日本航母編隊附近，開始進行攻擊。
有趣的是，美日雙方航母都以大約30節的速度向北航行，以至于雙方航母編隊的相對距離幾乎不變。
上1次航母大戰還是在100天前，經過100天的準備，美日兩軍的電子設備雖然沒有突破性進展，卻都在實戰細節上進行了大量改進。美日兩軍的戰斗機纏斗在1起的時候，雙方的轟炸機在進攻過程中遭到了更猛烈更立體的防空火力網。
漫天4散的鋁箔雖然能影響雷達的偵測，美日雙方艦隊防空雷達此時都采用了不同頻段，那些能夠偵測到敵機信號的雷達，通過艦隊內的信號傳輸系統快速傳輸數據。艦隊的防空火力依舊相當有秩序的對著敵機開火。不管是日本還是美國的轟炸機，在這樣的火力網中都宛如投火的飛蛾，紛紛燃燒著墜落海面。
日美兩軍航空兵指揮官眼見第1輪的強攻都成了送菜，隨即下令第2輪進攻開始。這就是所謂的“慈不掌兵”，哪怕明知道戰斗機突破火力網的幾率不到30%，命中敵軍軍艦的幾率更是不到10%，但是數百架戰斗機就是為了在如此低的幾率下，靠著數量堆積來提高成功率。如果連這種決心都沒有，那就乖乖回家找媽媽吧。
美日雙方在實戰演習中都發現，防空火力網最有效的階段是剛開始接戰的時候。隨著戰斗展開，火力網的分布會出現各種漏洞。接下來的戰斗就是靠指揮官們的敏銳觀察，以及有效的判斷，讓后續進攻從這些火力漏洞中切進去。
果然，第2輪進攻很快就有了效果。美軍的弗吉尼亞號航母接連吃了3顆魚雷，日本的霧島號戰列艦中了2枚航空炸彈，3號炮塔指揮徹底失效。
第2輪進攻還沒結束，第3輪進攻就開始了。美日兩軍的飛行員不顧1切的從火力網的空隙中殺入，對著敵軍的戰艦發動了進攻。而雙方護衛的戰斗機此時也已經加入戰團。
日本琦玉號航母的殲9戰斗機攜帶著魚雷切入，以距離海面80米左右的高度向著前方的林肯號航母直飛而去。兩邊的美軍巡洋艦，驅逐艦的防空火力猛烈開火，這架殲9是幸運的，子彈都貼著飛機而過。到了距離林肯號航母1500米附近，琦玉號航母的飛行員按下了按鈕，1枚魚雷入水，隨即向著林肯號航母快速而去。