Возвращаясь назад, американцы встретились японцами, отработавшими по американской эскадре. Пилоты из VF-42 заявили один сбитый «Kate» и два вероятно сбитых пикировщика «Val». Билл Леонард, сопровождавший одиночный пикировщик, перехватил и сбил командира авиагруппы «Сёкаку» подполковника Какуичи Такахаси, который руководил налетом на корабли TF-17. Однако, имея мало топлива, Леонард не смог проследить падение в воду своего противника. Ноэл Гейлер заявил две вероятные победы над японскими пикировщиками. Несмотря на все усилия истребителей обороны, японцы в бою над американской эскадрой давили числом. Имея хорошую разведку, они легко находили цели. Оборону американцев ослабляло еще и то обстоятельство, что на самолетах не было устройств опознавания «свой-чужой», поэтому часто истребители атаковали свои же бомбардировщики. Налет японцы провели с курса норд-норд-ост. На дистанции 68 миль радиолокатор обнаружил цель из ста пяти самолетов. В действительности это были 33 «Val» и 18 «Kate», вместе с истребителями сопровождения 69 самолетов. Поскольку часть истребителей ушла в сопровождение своих бомбардировщиков и торпедоносцев, прикрытие TF-17 составляли 17 истребителей: 9 из эскадрильи VF-2 (звенья «Doris» и «Agnes») и 8 из эскадрильи VF-42. Кроме того, в воздухе находились 23 пикирующих бомбардировщика «Dauntless», которые предполагалось использовать для перехвата торпедоносцев. Тем временем, звено «Agnes Red» Пола Рамси выдвинули курсом 020 на 38 миль при высоте 3050 м. Звено Джима Флэтли выдвинули на перехват торпедоносцев, запретив им опускаться ниже 305 м, где была организована защита из пикировщиков. Флэтли занял позицию на высоте 760 м. Таким образом, 9 истребителей находились впереди, на удалении 15–20 миль, тогда как остальные 8 машин держались в районе эскадры. Как показали дальнейшие события, слишком много истребителей оказалось на малых высотах. Японские торпедоносцы проскочили над ними. Первым установил контакт с противником лейтенант Эд Селлстрем из звена Рамси. Он быстро оценил численность противника в 50–60 машин, идущих на высоте 10000-20000 фт/3000-6000 м. Истребители не имели никакой возможности быстро набрать более 6000 м высоты, чтобы атаковать противника сверху. Другое звено истребителей оказалось среди облаков и не заметило противника. Селлстрем, не имел контакта с Рамси по радио, поэтому не мог навести его на цель. Тем временем японские самолеты разделились и направились на свои цели. Селлстрем начал преследовать один «Kate» и, пикируя с высоты 3700 м, нагнал японца, когда тот находился всего в 5 милях от эскадры. Но тут американского летчика атаковали сразу три «Zero». Завязался бой, в котором Селлстрем заявил две победы, хотя в действительности не сбил ни одного самолета. Японцы прорвались через первый заслон без особых проблем. Пикировщики, потеряв четыре машины, заявили всего две победы. От цели японцев отделяли только восемь истребителей и заградительный зенитный огонь. Четыре истребителя прикрывали «Lexington», кружа на высоте 4000 м. В этот момент их атаковала шестерка «Zero». Начался круговой бой, в котором каждый стремился сесть на хвост противнику. Вскоре к бою присоединился лейтенант Арт Брассфилд со своим ведомым. Ведомый тут же получил повреждения, а сам Брассфилд уцелел, лишь уйдя в отвесное пике в 1800 м. Американец выправил машину рядом с японским пикировщиком, заходящим в атаку на «Lexington». На японском самолете скрестились трассы Брассфилда и зенитного пулемета, в результате лейтенант лишился победы. Наверху оставалось лишь звено Брауна. Кружась над авианосцем «Yorktown», Вине МакКормак и Уолт Хаас заметили японский пикировщик. Прорвавшись сквозь заградительный огонь, американцы попытались догнать пикировщик. Но японские пикировщики на этот раз решили пожертвовать точностью бомбометания и умело уходили из-под огня. В этот момент прибыло неожиданное подкрепление. Звено из VF-2, ведомое Альбертом Борзом, ушедшее сопровождать бомбардировщики, потеряло своих подопечных и повернуло назад. Три F4F подключились к атаке и атаковали три пикировщика, шедших на «Yorktown». Ворз сел на хвост одному из них и отстрелил японцу крыло.