Это соединение состояло из авианосцев «Акаги», «Kara», «Сорю» я «Хи-рю». Их сопровождали линейные корабли «Харуна» и «Кирисима», тяжелые крейсера «Тикума» и «Тонэ», легкий крейсер «Нагара» и около восьми эскадренных миноносцев. Командир подводной лодки избрал своей целью один из линейных кораблей. Были определены элементы движения цели: дистанция — 4000 м, курсовой угол — 80° правого борта и скорость — 25 узлов. Через несколько минут по противнику был произведен залп двумя торпедами, одна попала в линейный корабль, другая застряла в аппарате. Произвести повторную атаку не представлялось возможным, так как дистанция и угол встречи быстро увеличивались. Корабли охранения контратаковали лодку. Однако сброшенные бомбы в цель не попали.
В 8 час. 46 мин. командир лодки увидел в перископ, что атакованный ими линейный корабль и другие корабли скрылись, а один эскадренный миноносец продолжал поиск лодки. Лодке удалось от него уйти. В 9 час. был снова обнаружен японский авианосец примерно в 8 милях от лодки. Разрывы зенитных снарядов над кораблем указывали, что он подвергается бомбардировке.
Прежде чем подводной лодке удалось приблизиться к авианосцу, ее перископ был замечен головным эскадренным миноносцем (или легким крейсером), который атаковал лодку. Командир лодки сманеврировал, чтобы иметь возможность самому его атаковать. Когда расстояние до противника сократилось до 2300 м, выпустили одну торпеду. Атакующий корабль уклонился от торпеды и продолжал идти прежним курсом. Подводной лодке пришлось опять уйти на глубину. Вскоре позади нее взорвалось шесть глубинных бомб.
Уклоняясь от атак противника, маневрируя, командир продолжал сближение с авианосцем. В 9 час. 55 мин. он приказал всплыть до перископной глубины. В 10 час. 29 мин. снова показались мачты кораблей. Лодка перехватила сообщение американского самолета о повреждении японского авианосца. На горизонте были видны огромные столбы дыма. Командир направил туда лодку и увидел горящий японский авианосец «Сорю» (водоизмещение 17 500 т), очевидно, выведенный из строя, но еще двигавшийся со скоростью 2–3 узлов. Однако он держался на воде прямо, корпус корабля, вероятно, не был поврежден. Команда на полубаке готовилась подать буксирный трос двум японским крейсерам. Пока лодка вела наблюдение, авианосец совсем остановился.
Теперь вопрос заключался в следующем: атаковать ли вначале стоящие крейсера, которые начнут буксировку авианосца, а затем нанести удар остановившемуся авианосцу или, наоборот, немедленно атаковать авианосец, а затем крейсера.
Атакуя авианосец, подводная лодка непременно вызывала ответную атаку крейсеров, а аккумуляторные батереи лодки сильно разрядились. В то же время, сближаясь с крейсерами, подводная лодка еще больше могла разрядить свои батареи, и это обстоятельство лишало ее возможности нанести в последующем удар по авианосцу.
Командир решил сначала атаковать авианосец и начал сближение.
В 13 час. 59 мин. с дистанции 2500 м при угле встречи 125° было выпущено три торпеды. Три взрыва огромной силы потрясли авианосец. Японские крейсера развернулись и пошли в атаку на лодку. В 14 час. 10 мин. она погрузилась и достигла глубины 92 м, когда над ней начали рваться глубинные бомбы.
Около 18 час. командир приказал всплыть на перископную глубину, чтобы осмотреться. Крейсера покинули место боя. На воде оставался лишь горящий авианосец, окутанный клубами черного дыма.
Командир лодки передал наблюдение в перископ вахтенному офицеру и пошел в кают-компанию.
Как только офицеры сели за стол, послышался взрыв, от которого содрогнулась вся лодка. Кто же теперь мог бомбить ее? Бросившись в центральный пост, командир увидел радиста и вахтенного офицера, пристально смотревших в перископ.
Вахтенный офицер доложил, что на горизонте не было видно пи одного корабля.
Когда командир подбежал к перископу, второй подводный взрыв встряхнул лодку. На поверхности воды виднелись плавающие обломки корабля
и пятна нефти. Взрывы под водой продолжались. Это рвался боезапас авианосца «Сорю» в момент погружения его на дно.
В 19 час. 41 мин. «Наутилус» всплыла для зарядки батарей.
Через несколько дней командир лодки узнал, что его донесение о потоплении авианосца подтвердилось.
Вскоре после потопления авианосца «Сорю» затонул авианосец «Кага», а покинутый командой горящий авианосец «Акаги» был потоплен в тот же вечер своим эскадренным миноносцем.