7：25分，渊田美津雄海军中佐率领的第一波攻击队（九七舰攻38架、九九舰爆42架、零式战斗机40架）共计120架飞机的庞大队伍分别从5艘航母上起飞。珍珠港英雄渊田在中途岛海战中得了盲肠炎所以没能升空作战，只滞留在赤城号上养病，结果目睹了一场空前大失败，4艘航母均被美国飞机击沉，他从赤城上逃离时双脚骨折，所幸被人搭救才幸免于难，回国后一直躲在海军医院里养伤，直到德国特使科尔将中途岛海战失败结果捅了个底儿掉之后才重新出来，足足养了5个月的伤才痊愈。
冢原二四三很器重他，让他负责协调全部机动舰队的舰载机，因为现在一航战、五航战事实上合并了，所以他比以前南云忠一掌权时权限大得多，而且在他看来与南云同为海兵第36期毕业的冢原中将在指挥航母作战的水平上比南云那优柔寡断的性格不知道要高明多少。该结论也得到了机动舰队航空参谋源田实的认可，比如上次作战冢原就果断舍弃了轮机重创的飞鹰号——虽然为此丢了1艘航母但保住了机动舰队其他航母。
渊田美津雄一方面感激冢原的信任，另一方面也要报中途岛的一箭之仇——虽然有很大部分是英国军舰，但至少航母是美国人的，他不但亲自出马而且还要求打头阵率领第一攻击波展开进攻。
突击者号航母是美国最初研制的小型多功能验证航母，排水量不过1.5万吨，虽然载机数量高达81架（72架常用+9架后备），但速度慢，机库小，大部分作战飞机只能系留在甲板上，因此事实上已退居二线，更多承担培训与飞机输送职能，舰上只有一批菜鸟飞行员，老手寥寥无几，更没做好交战的思想准备，现在形势所迫被逼到承担作战任务真是情非得已。
坎宁安的作战指令下达后，整条军舰乱成一团，反应速度惨不忍睹，足足用了25分钟才起飞第一架飞机，然后又以2分钟1架的速度陆续放飞后续机群，直到第45分钟时的放飞速度才达到4分钟3架。白白浪费了索科特拉岛巡逻机给他们争取到的预警时间。
看着这令人揪心的一幕，坎宁安和彼得斯都连连摇头，好在日本飞机尚未出现，他们还有一点时间。不过突击者号技术和反应能力虽然差了一点，但勇气却是不小的，在全舰仅有54架F4F战斗机和18架SBD俯冲轰炸机能立即投入战斗的情况下（备用机需要组装），指挥官根据索科特拉岛的情报并考虑舰队防空需要，一咬牙先分出去18架F4F和18架SBD组成一个攻击队向日本舰队扑去，其余战斗机再陆续起飞为舰队提供防空掩护。
几乎与此同时，索科特拉岛上的皇家海军航空兵出动了基地全部飞机发动进攻，可他们的底牌实在太少，一共只有6架海飓风、8架管鼻燕，还有8架老掉牙的剑鱼攻击机，最后让剑鱼挂上鱼雷晃晃悠悠出击了。
8：05，日美攻击机群在距离快速纵队不远处的空中相遇，看到庞大的日本机群，美国飞行员们倒吸一口冷气，渊田美津雄看到美国机群数量也不少，便令坂谷茂少佐指挥16架零战去截住美国人。双方很快在空中厮杀起来，美国舰载机飞行员的经验和水平均不如日本同行，F4F战斗机的性能也略弱于零战，因此在持续6分钟的空战中，16架零战击落了9架SBD，7架F4F，自己只损失了3架。坂谷茂认为剩下的这点敌机后方舰队掩护机群足以应付，便快速脱离后去继续追赶渊田美津雄的大队去了。
8：24，渊田美津雄毫不费力地找到了已分成了东西两队的快速纵队，他没去理会四散逃命的运输舰，只把目光牢牢锁定了在队伍中央的突击者号航母，千赶万赶总算全部起飞完毕的美国舰载机飞行员发现庞大的日军机群逼近后立即扑上来迎战，各舰密集的高射炮火在空中不断炸响。
30余架零战立即与36架F4F战斗机厮杀起来，99舰爆则抓住机会进攻，突击者号首先成为集火目标，3分钟之内连续吃了2颗250公斤重的航弹，升降机当场被炸毁，另一枚穿透了甲板在里面爆炸，随即引发了库存的航空燃油泄漏与爆炸，整条军舰迅速腾起一团团黑烟和大火，损管队员们竭尽全力地准备扑灭甲板上的大火，但火势实在太大且突击者号确实也不经打，8分钟之后，舰长无奈地宣布弃舰。
马萨诸塞号战列舰是舰队中最大、最新的战列舰，周围猬集了一圈驱逐舰，防空火力也是最密集的，吸引了大批飞机扑下去进攻，在2分钟内先后有两批九九式舰爆向其进攻，第1架舰爆投下的炸弹在1号和2号炮塔之间爆炸，穿透了首层甲板，当场炸死30余名水兵；另一枚炸弹在舰桥附近爆炸，厚重的防御装甲保护住了司令塔内的官兵，但周围一圈高射炮遭了殃，第三架舰爆准备沿前面2人成功的路径扑下去，却被已反应过来并调整到位的20mm高射炮群一顿猛烈射击，结果在空中直接被打爆，第4架飞机看到情形不对，立即换了角度扑下去，来不及调整角度的高射炮手们眼睁睁看着这架飞机将炸弹扔在舰尾，引起巨大的爆炸。
第二批进攻的舰爆们虽然数量比第一批多2架，但运气却比之前一批略差——马萨诸塞号又吃了3颗炸弹，其中有2颗是近失弹，没对军舰造成重大伤害，但飞舞的弹片却横扫后部甲板，上面一片狼藉，到处都是水兵们的断肢残臂和连声惨叫。第7枚炸弹则是九七舰攻投下的800公斤航弹，准确命中右舷前部，一直贯穿到动力舱才爆炸，片刻后4座锅炉发生损坏，最高航速一下子掉了3节，其他核心部位并未受到重大影响。
但在他身后的奥古斯塔号重巡洋舰（北安普顿级）却顶不住了，在2分钟内遭到6架舰爆、舰攻围攻，继续中了3枚炸弹，该舰的防御自建成之日起就存在很大问题，仅能抵挡驱逐舰级别进攻，炸弹穿透甲板在右舷炸开一个大洞，无数海水疯狂涌来，5分钟之后，这条9000吨级的条约型重巡洋舰终于顶不住了，开始向右-倾侧，然后进水速度加快，仅仅1分多钟后就完全倾覆，全舰671名官兵幸存的仅仅38人。
在俯冲轰炸机进攻的同时，渊田美津雄亲自指挥的鱼雷机攻击也开始了，九七舰攻们冒着炽热的炮火在快速纵队左右两翼投下了几十条鱼雷，虽然驱逐舰、轻巡洋舰们一边尽力开火干扰鱼雷机，一边奋不顾身地尽量为主力舰们挡枪，但鱼雷数量实在太多、投放的角度又太刁，令人防不胜防。
君权级老舰、建造已近30年的决心号战列舰首先中枪，左舷吃到了2条鱼雷，随着两声巨响之后，被炸开2个硕大无比的大洞，不到2分钟就进了4000多吨海水，全舰整体侧倾超过15度，舰长只能无奈地下令弃舰，在他的命令之下，幸存官兵们纷纷跳水逃生，幸亏这个命令下得早，挽救了一半官兵——几分钟之后该舰开始迅速下沉，还引起了巨大的漩涡。
在决心号沉没的同时，同级舰复仇号也顶不住了，这艘老舰在先后吃到3颗炸弹、2条鱼雷的情况下，当场断为两截后迅速下沉，水兵们连逃生的机会都不多。说起来这2艘护航战列舰最近还真是不走运：前段时间护送一大批运输船队去亚历山大港进行物资补给，结果这些船队全成了德意舰队的战利品；回来后还没休整几天又被坎宁安召唤参战，结果一起战沉在非洲之角。
马萨诸塞号不愧为新锐的南达科他级战列舰，在30余架飞机的围攻之下，一共吃到7颗航弹，3条鱼雷，但仅仅是进水5000多吨，向右-倾斜9度，在舰长再次下令注水后还恢复了一些平衡，最高航速依然保持在20节，该舰一边躲避各处而来的炸弹与鱼雷，一边奋力还击，一共击落了5架敌机，占快速纵队整体战绩的四分之一强，而留在舰队上空进行掩护的36架F4F也不过就打下区区7架飞机，自己的损失却达到了惊人了24架。
伊丽莎白级的两艘战列舰运气非常不错，坎宁安所在的厌战号只吃到2颗近失弹，除损失了4门高射炮和50余名水兵之外无特别大的损失，而马来亚的舰首吃到了一颗炸弹，涌进去2000多吨海水，淹掉了3个锅炉，但被损管队员们奋力控制住了，最高航速只掉了2节。本来还有2条鱼雷是冲着马来亚号来的，结果不远处的费城号轻巡洋舰（布鲁克林级，说是轻巡洋舰，但排水量高达1.2万余吨）替他全部挡了下来，马来亚号安然无恙，费城号却遭到重创，虽还像条死狗一样勉强漂浮在海面上，但已动力全失，全舰官兵被迫弃舰。