哈尔西放飞第一攻击波后，尼米茨曾犹豫了一下，他在考虑是否让舰队立即避开并撤退。因为放飞出去的航母攻击群即便找不到日军航母编队群，也可打击在塔拉瓦附近的炮击舰队群，总之不会扑空。至于舰载机飞行员完成攻击任务后可去塔拉瓦跳伞或迫降。如果这样操办，太平洋舰队就处于十分有利的地位——他可以打击到日军舰队，敌军却找不到自己。
但考虑很久，尼米茨放弃了该想法，原因无他：这批舰载机飞行员实在太宝贵了，虽然整体素质比中途岛战役时略差一点，但纵观两洋航母编队，由于弗莱彻、斯普鲁恩斯两次惨败，大西洋舰队舰载机飞行员素质下降极为惊人，太平洋舰队舰载机飞行员在美国海军中算是整体水平最高的。
丢掉那上百架飞机尼米茨眉头都不皱一下，可如果飞行员在塔拉瓦迫降，一旦该岛沦陷，他们全会成为日军瓮中之鳖——这险他可不敢冒。
在第二波攻击机群放飞后，面临敌机已发现本方位置的不利态势，太平洋舰队需要调整航线，吉芬以为哈尔西会让舰队向北或东转向，拉开与日军距离，但后者却下令：“向西开进！向冢原学一手。”
前面半句话马上执行，后面半句众人就思考起来了，马上有人想到冢原二四三在巴拿马战役中那“神之调头”，骗过了弗莱彻的舰载机飞行员，现在看来哈尔西打算活学活用，就连尼米茨也微微颌首，对此表示赞许。
这一次运气显然不站在美国人这边，冢原派出的第一攻击波并非从美军已侦查到的南面飞来，而是主要由西面的游击舰队派出，调头向西的决定反而在无形中拉近了太平洋舰队与日军游击舰队的距离。
10时29分，第一架补充完燃油、枪弹的直掩战斗机从博尔扎诺号起飞。该舰是意大利用巡洋舰舰体改造的轻型航母，虽说具备起降能力，但各项标准与操作流程与日军差异甚多，所以平时不将其计算在作战航母中，只当辅助航母使用，现在情况紧急，舰队来不及计较这么多，只能把备用航母也当成正常使用，好在以赤松贞明为代表的优秀飞行员表现了极强适应性，即便是这样浑身难受的航空母舰，他们也安安稳稳地降落成功——日美舰载机飞行员素质水平差异可见一斑。
赤松贞明在炮击舰队上空又取得了3个战果，现在调过来负责掩护机动舰队，面对即将来临的激战，他不但毫无倦意，而且情绪高涨，希望今天能至少再干掉5架。
10时34分，日军第一攻击波全部降落，翔鹤、瑞鹤、龙凤三舰如同上足发条一般，拼命加速补给过程。
10时57分，赤松贞明率28架零战改全部起飞完毕（25架系炮击舰队转场而来，3架为调用补充机），为机动舰队撑起了防空伞，此时美军攻击群尚未出现，翔鹤号里众人大大松了一口气，但冢原的眉头还是紧皱着——他认为美军主力尚未出现，后来的性能和技术水平应强于第一波，目前舰队防空战斗机过少。
片刻后他果断下令：“调整顺序，战斗机优先起飞，一旦发现敌舰队，务必将其纠缠住！”
11时04分，西泽广义率最先补充完毕的12架零战改起飞，机动舰队掩护机达到40架；此时，外围掩护的高雄号重巡洋舰发来警报：“敌机群逼近，方位185，速度175节，预估数量100架以上，距本舰队130公里……”。
消息一传出，气氛陡然升高，甲板上地勤们更加紧张，很多人手抖得厉害，鱼雷怎么都挂不上去。
正在这时，广播响了起来：“我是冢原二四三，完成油弹补充的飞机加速起飞，不必顾忌次序，5分钟后全军甲板清空，不能挂载的弹药、鱼雷、油料一律推入海！”
草鹿龙之介是经历过中途岛战役失败的，他脸色发白，青筋暴出，牙齿咬得嘎嘎响：“长官，我去甲板指挥吧。”
“坐下，别紧张，美军要打败我们还没这么容易。”冢原宽慰他，“我们还有时间。”
接下来是度分如年的5分钟，3艘航母上的飞机一架接一架起飞，最快时1分钟内起飞了5架……
10时09分，美军攻击机群出现在肉眼可见的范围内。
“攻击……缠住他们，为舰队争取更多时间。”赤松贞明一声令下，40余架零战改咆哮着冲过去。
日军良好的技术水平保证了在这样紧张的时刻飞行动作依然不走样，即便目睹美机出现，飞行员们依然能安全起飞，只有2人实在过于紧张而掉入大海。
“长官，还有60余架飞机没挂载弹药。”源田实小声问，“把他们推入海么？
“机上有油料么？”
“基本都还有一半。”
“不必挂弹，前面飞机尽可能争取起飞，去游击舰队降落，后面全部推入海……”
三艘航母上的地勤立即分成两拨，一拨协助停在甲板前段的飞机尽快起飞，另一拨将停在后面、明显来不及起飞的飞机全部往海里推，看着几十万一架的天山改、彗星改坠入大海，一大群人放声痛哭——不推不行，飞机上残余的汽油很可能变成连环炸弹。
美军第一攻击波发现自己撞上了一个日本战斗机组成的坚强堡垒，无论他们左突又冲，都很难冲破日军飞机拦截。带队的兰顿中校心急如焚——他看到不远处日军航母上一架又一架飞机在起飞，再不冲过去，敌人前来拦截的飞机会更多——现在不光是零战改，那些没挂载炸弹，单纯依仗速度和机动性的彗星改也冲入战团与SBD和TBF们厮杀在一起，杀红眼的日军飞行员采用了强悍的撞击法——反正跳伞后捞起来还能接着打。只有天山改知道自己对空中格斗无能为力，全部避开战场往游击舰队飞。
最后为了突破障碍，兰顿以速度迟缓的TBF和战斗力最强的F6F为依仗，掩护SBD们冲过去，他在通话器里大喊道：“编队解散……各机群分散突围。”
发布该命令时，美军已在刚才短短4分钟的交火中被击落了19架SBD、15架TBF和13架F6F，日军损失也不小，零战改掉了17架，彗星改掉了8架。
分散突围的美军机群开始了攻击，SBD呼啸着盘旋而下，首要目标对准特征最显著的翔鹤号和瑞鹤号，虽然日军战斗机拼命拦截，但有些事是挡不住的。
11时17分，瑞鹤号避开3枚炸弹，近失弹削去右舷3门高射炮；
11时18分，一架被击落的SBD连机带炸弹一起坠落下来，翔鹤号在澳新海战中吃到过一条鱼雷，机动性和航速不如瑞鹤，这枚炸弹眼看避不开，最后一头扎到后甲板处，只听“轰隆”一声巨响，舰桥里众人感觉一阵剧震，然后就看见舰尾处燃起熊熊大火。
“混蛋！”源田实眼睛都红了。
“损管迅速通报情况。”
“后部甲板、升降机被毁，机库暂时不能使用……目前正在灭火。”
众人心想：多亏刚才长官当机立断地要求清掉甲板上的弹药和无法及时起飞的飞机，如果都还在的话，现在这次爆炸就不是开个窟窿和升降机损害这么简单了。
11时24分，美军攻击机群退走，零战改们不敢恋战，立即扑下来补充弹药。
“驱逐舰打捞落水官兵，翔鹤抢修，其余2舰立即调用补充战斗机并起飞，彗星改全部去游击舰队降落补充。”冢原二四三脸色铁青，“敌人有2大一小3艘航母，绝不止目前实力，至少还有一波。”
翔鹤号的火势很快得到了控制，但后甲板扭曲的钢铁看上去让人触目惊心，这艘航母目前暂时陷入瘫痪，顶多能让15-20架飞机降落。
“长官，更换座舰么？”草鹿任一问道。
冢原摇摇头：“暂时不用，也不知道第一攻击波成效如何。”
“没有消息传来……”
11时38分，各舰新补充的16架零战改起飞，贝亚恩号干脆靠近博尔扎诺号，临时进行危险的战场调度工作，一架又一架满载油弹的零战从该舰上用吊车放到博尔扎诺号上。
11时49分，各舰能放飞的零战改全部起飞，空中掩护一共只剩下了49架战斗机，冢原微微叹了口气：“不知道能不能逃过接下去这一劫……”
他的预感在2分钟后得到验证，美军第二攻击波袭来，“预计在80-90架之间。”
“轮形防空阵布阵……防空火力全开，成败就在此一举了。”
太平洋舰队与游击舰队的距离因为哈尔西的命令而持续缩短，所以虽然日军发现美军很晚，但因为距离缘故与攻击机群速度快于美军，日军第一攻击波大概在11时45分飞抵美军头顶，进攻很快进入白热化……