На этот раз противник был обнаружен легко. Примерно в 16.45 лейтенант Эрл Галлахер заметил предательские кильватерные следы в 30 милях на северо-западе. Несколькими минутами позже он опознал авианосец и полдюжины других кораблей, идущих на запад. Снизившись до 19 000 футов, Галлахер описал круг над японским соединением, чтобы атаковать его из-под солнца. Далеко внизу корабли противника шли прежним курсом, даже не подозревая о присутствии американцев.
В 16.58, четко построившись по эскадрильям и дивизионам, пикирующие бомбардировщики камнем ринулись вниз. Выходя на цель, Галлахер передал приказ: самолетам "Энтерпрайза" атаковать авианосец, группе "Йорктауна" ближайший линкор. Затем, как обычно, совершенно внезапно откуда-то сверху, появились "Зеро". Они налетели настолько стремительно и настолько не давали перевести дух американским летчикам, что точно определить их количество было просто невозможно.
Японские истребители дрались за свою последнюю полетную палубу, и это придавало им ярости. Их первой жертвой стала отставшая от строя машина младшего лейтенанта Вебера. Сам Галлахер подвергся атаке, когда вышел из строя, чтобы начать пикирование. Какую-то долю секунды истребитель противника несся прямо на него, а затем исчез, когда Галлахер со скольжением на крыло пошел в боевой разворот. В следующее мгновение с диким криком ярости он пошел вниз, ведя свою "сборную" эскадрилью на последний находящийся в строю японский авианосец.
Заметив наконец опасность, авианосец в отчаянной попытке избежать попаданий стал тяжело разворачиваться влево. Галлахер уже не мог откорректировать свое пикирование. Тогда он стал резко выходить из пике, не сбросив бомбы, надеясь сделать это прямо над кораблем. Такие трюки иногда удавались, но на этот раз ничего не вышло. Сначала сам Галлахер, а затем несколько других пилотов 6-й бомбардировочной эскадрильи положили бомбы за кормой авианосца.
Видя это, лейтенант Дэйв Шамвей, ведущий группы с "Йорктауна", перенацелил свои бомбардировщики, которым было приказано атаковать линкор, на авианосец. Его самолеты ринулись вниз, совершенно смешавшись с бомбардировщиками Дика Беста. Это был один из тех моментов, который мог бы довести до припадка любого преподавателя в училище морской авиации в Пенсаколе.
"Зеро" продолжали свои атаки, с великолепным мастерством демонстрируя сложнейшие фигуры высшего пилотажа. Один истребитель сделал заход на бомбардировщик младшего лейтенанта Гобса, проскочил над ним, перевернулся через крыло и молниеносно совершил второй заход — и все это за то время, пока Гобс пикировал на цель. Другой "Зеро" штопором стал падать вниз, напоминая сорванный с дерева лист, чтобы не выпустить из придела бомбардировщик лейтенанта Боттомлея. Было видно, как, объятые пламенем, рухнули в море машины лейтенанта Вайсмана и Батлера.
Казалось, авианосец сможет избежать попаданий. Его искусное маневрирование, яростные атаки "Зеро", шквальный зенитный огонь должны были сорвать атаку пикирующих бомбардировщиков. Младший лейтенант Хенсон видел, как несколько пилотов, пикировавших перед ним, промахнулись. Затем, едва не воя от злости, он наблюдал, как и его собственная бомба прошла мимо цели. Выходя из атаки, Хенсон уныло поглядел вниз, и его настроение мгновенно переменилось. Одна… две… три бомбы попали в авианосец одна за другой. Кому принадлежат лавры этих попаданий — неизвестно. Обе авиагруппы пикировали вместе и до сих пор спорят о том, кто именно уничтожил последний авианосец Нагумо. Разобраться в этом, конечно, невозможно. Но в любом случае дело было сделано, причем настолько хорошо, что два последних самолета снова перенацелились на линкор. Уже казалось излишним тратить бомбы на авианосец — его полетная палуба была разбита вдребезги.
Стекла брызнули во все стороны из иллюминаторов ходовой рубки авианосца "Хирю". Первое попадание пришлось прямо в платформу носового самолетоподъемника и разрушило полетную палубу от носа почти до островной надстройки. Взрывной волной капитан 2-го ранга Кавагучи был сброшен с поста управления авиацией на полетную палубу. Чудом уцелевший, он вскочил на ноги и снова был сбит с ног еще одним попаданием в район мостика.
Глубоко внизу, в машинном отделении авианосца, лейтенант Мандаи почувствовал, как тяжело тряхнуло корабль. Освещение погасло, пришлось перейти на аварийное. В помещение по системе вентиляции начал поступать дым. Когда двое мотористов, посланные за обедом, открыли люк, вслед за ними в машинное отделение ворвалось пламя.