Силы адмирала Флетчера соединились вовремя, потому что японские авианосцы "Сёкаку" и "Дзуйкаку", обогнув Соломоновы острова с юга, уже вышли в Коралловое море. Ударные силы японцев возглавлял вице-адмирал Такаги, а авианосцами командовал контр-адмирал Хара. Следуя вокруг Соломоновых островов, адмирал Такаги намеревался захватить американские авианосцы в клещи. Это ему почти удалось, когда вечером 6 мая он быстро нагнал американскую эскадру, принимавшую топливо. Но в решающий момент, когда корабли союзников находились от него всего в 70 милях, он почему-то изменил курс, повернув на север.
Утром 7 мая ударные силы американцев шли курсом на юго-запад и находились южнее архипелага Луизиада. Около 07.00 адмирал Флетчер выделил три крейсера и три эсминца под командованием адмирала Крейса, приказав ему быстро проследовать на северо-запад. Отделившаяся группа кораблей должна была помешать высадке японцев в Порт-Морсби. Флетчер понимал, что рискует, оставляя свои авианосцы без надежного прикрытия, но надеялся, что встреча с японцами произойдет не скоро.
Таким образом, ни Такаги, ни Флетчер не знали, что находятся в одном районе. У японцев разведку вели самолеты берегового базирования, которые заметили идущие американские авианосцы, но не сумели правильно передать донесение. Самолеты-разведчики адмирала Флетчера из-за плохой погоды вообще не смогли выйти в район, где действовали два крупных японских авианосца.
На северо-западе погода была ясная, и с утра 7 мая от самолетов-разведчиков, ведущих наблюдение в этом районе, стали поступать донесения, В 08.15 экипаж одного самолета донес: "К северу от острова Мисима вижу два авианосца и четыре тяжелых крейсера противника". Тогда Флетчер приказал поднять в воздух самолеты с обоих авианосцев. 93 самолета были уже в воздухе и взяли курс на цель, когда вернулись разведчики и обнаружилось, что донесение передано неверно. Летчики, как выяснилось, видели два крейсера и два эсминца. Но Флетчер решил продолжать атаку, полагая, что в этом районе могут встретиться и более важные цели. Его смелость была вознаграждена: в 10.22 он получил донесение о том, что всего в 35 милях к юго-востоку от той точки, куда были посланы самолеты, находятся авианосец и несколько других кораблей противника. Атакующей группе следовало лишь немного изменить курс, чтобы выйти на новую цель.
Американские самолеты появились над авианосцем "Сёхё" в 11.00. С первого же захода в японский авианосец попало 13 бомб и 7 торпед, от которых корабль затонул в течение нескольких минут. После возвращения самолетов Флетчер решил воздерживаться от повторной атаки до тех пор, пока не будет установлено место двух других авианосцев противника. Кроме того, он полагал, что противник теперь уже знает о его местонахождении, и считал вероятным, что вскоре его группа подвергнется нападению.
Японцам не удалось атаковать силы Флетчера 7 мая, что объяснялось ошибками в донесениях. К 09.00 7 мая Иной, который руководил японскими силами, действовавшими со стороны Рабаула, получил донесения о приближении двух групп американских кораблей. Одно донесение касалось группы Флетчера, другое говорило о том, что в 45 милях западнее следует еще один авианосец с кораблями прикрытия. Фактически в этом районе находились крейсера и эсминцы Крейса. Затем поступило донесение от Такаги о третьем американском авианосце в восточной части Кораллового моря. На самом же деле это был американский танкер "Ниошо", который накануне вечером отделился от основных сил Флетчера и с эсминцем "Симс" следовал к месту встречи.
В 09.50 японские самолеты поднялись с аэродрома в Рабауле для атаки западной группы американского флота. Вернувшиеся японские летчики доложили, что ими потоплены один линейный корабль и один крейсер. На самом деле корабли адмирала Крейса не понесли никаких потерь, несмотря на то что их атаковали не только японские самолеты, но по ошибке и свои самолеты В-26, вылетевшие из Австралии.
Приняв танкер "Ниошо" за авианосец, адмирал Хара подверг этот злополучный танкер и эскортирующий его эсминец сильной атаке с воздуха. Получив три попадания, "Симс" пошел ко дну почти со всем своим экипажем. "Ниошо" получил семь попаданий, но остался на плаву, пока через четыре дня другие корабли не сняли его экипаж. Этой ошибочной атакой Такаги и Хара поставили себя в критическое положение. Несмотря на наступившую ночь и резкое ухудшение погоды, Хара решил во что бы то ни стало уничтожить американские авианосцы, чтобы они не нанесли силам вторжения новых потерь. Выбрав 27 наиболее опытных летчиков, он в 16,15 послал их в район, где, по его расчетам, находились американские корабли.