Большая ответственность в тот день лежала на плечах четырех оперативных офицеров, которые отвечали за наведение на цель самолетов каждой из четырех оперативных групп. Общее руководство ими осуществлял капитан Джозеф Эггерт с авианосца «Lexington».
Первый контакт с противником был отмечен в тот момент, когда на разведку вылетели бомбардировщики «Avenger». Около 5:30 американский радар засек цель к западу от находившейся на юге TG-58.2 Монтгомери. Звено из VF-28 с авианосца «Monterrey» находилось в этот момент в воздухе и несло боевое дежурство. Командир звена лейтенант У.Т. Фитцпатрик получил приказ провести разведку. Прибыв на место, лейтенант заметил две «Judy», которые летели в 30 милях к западу от «Monterrey». Фитцпатрик и его ведомый атаковали с высоты 150 м. Фитцпатрик открыл огонь и поразил ведущую «Judy» в переднюю кабину. Вторая пара американских истребителей наблюдала, как подбитый самолет взял вверх, выполнил бочку и упал в воду. Другой японский самолет успел уйти в облака.
Примерно через час звено из VF-24 вылетело на аэродром Ороте, чтобы разведать обнаруженную в этом районе радаром цель. Четыре «Hellcat» обнаружили там множество «Zero», что свидетельствовало о начале переброски японских самолетов с островов Трук и Яп. Пилоты с авианосца «Belleau Wood» вызвали помощь и атаковали противника, заявив 10 побед. Один F6F получил повреждения. Бой продолжился, когда на место подоспели еще 33 американских истребителя. Последние выстрелы этого боя прозвучали в 9:30. В ходе битвы в районе острова Гуам американские пилоты заявили 30 «Zero» и пять бомбардировщиков.
Пилоты доложили о большом количестве взлетающих японских самолетов и о высокой их концентрации на земле. Мичер предположил, что японцы усилили свою береговую авиацию.
Незадолго до 10:00 истребители над Гуамом получили приказ немедленно возвращаться. Почти в это самое время радар обнаружил многочисленные цели в 100 милях на запад на высоте 6000 м. В 10:04 на американских авианосцах прозвучал сигнал боевой тревоги.
В течение 15 минут поднялось еще 140 истребителей «Hellcat». Они присоединились к уже находящимся в воздухе 60 самолетам. Операторы радара на линкоре «Alabama» оценили первый эшелон противника в 50 самолетов, шедших курсом 265.
В действительности, на американские корабли шло более 60 самолетов: 14 истребителей «Zero», 43 «Zero» в модификации пикирующего бомбардировщика и 7 скоростных торпедоносцев «Jill».
В 10:35 полковник Чарльз Брюер, командир VF-15, первый заметил самолеты противника в 55 милях от эскадры.
Японцы шли на высоте 5500 м, и Брюер. имея преимущество в высоте почти 2000 м, двумя звеньями атаковал. За несколько минут боя Брюер заявил три «Zero» и одну «Judy». Его ведомый, 2-й лейтенант Ричард Фаулер заявил четыре сбитых «Zero». Остальные пилоты заявили 12 побед, в том числе пять лейтенант Джордж Р. Карр, который также перепутал торпедоносец «Jill» с пикирующим бомбардировщиком «Judy».
В течение следующих 25 минут в бой вступили еще 54 истребителя «Hellcat» из семи эскадрилий. Спустя три минуты после описанных событий полковник Билл Дин и семь других пилотов VF-2 атаковали японцев с высоты 8200 м и сбили девять «Zero» и три «Jill», отколовшихся от строя. Оставшиеся торпедоносцы ушли в пике. Восемь скоростных истребителей «Corsair» организовали погоню.
Японская авиагруппа оказалась распыленной силами эскадрилий VF-25, VF-27, VF-28 и VF-31.