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次日，海军陆战队继续在塞班岛激战，向加拉潘城和位于该岛北部的阿斯利托的主要机场推进。黄昏时分，这支两栖作战舰队启航，斯普鲁恩斯指挥他的旗舰同李海军少将的六艘战列舰汇合，然后同返航归来的第五十八特遣舰队会师。第五舰队司令在通过无线电发布的战斗命令中指示：“我们的空军务必首先摧毁敌航空母舰，然后攻击敌战列舰和巡洋舰。。李少将的舰队摧毁敌舰队。。对于退却敌军，全体官兵务必全力追歼，以期彻底消灭敌舰队。”随后，他指令米彻尔指挥战斗。
“此次战斗与帝国的命运休戚相关，”丰田在同一天晚上向正在横越太平洋朝东北方向的塞班岛驶去的机动舰队发出的电报中告诫道。“切望你们舰队能发挥最大威力，取得如同对马海峡之战那样的辉煌战绩。”这位新任总司令基本上是个谨慎的战略家，他决心不蹈山本在中途岛的覆辙——到海上去打仗，以致切断自己的通讯联系。丰田飞回东京，坐镇海军司令部指挥作战，因为他知道，要使他的“A…Go”战略计划获得成功，必须准确无误地部署他的全部力量。
日本最新最大的航空母舰“大凤号”上的小泽海军中将在接到总司令的电报时，心里必然会问，怎能把他正要作一决战的强大的美国第五舰队同沙俄的波罗的海舰队那些烧煤的旧式军舰相提并论呢？三十九年前，波罗的海舰队绕了半个地球，结果在对马海峡遭到了全军覆没的下场。
斯普鲁恩斯把舰队的一百零六艘军舰在太平洋上摆开三十五英里长的F形阵势；他的四支特遣舰队所属的十五艘航空母舰组成F 阵势的两条横道，李少将特遣舰队的七艘战列舰组成F 阵势的坚线。第五舰队拥有近九百架舰载飞机，以二比一的比例超过了第一机动舰队九艘航空母舰所载的四百三十架飞机。丰田希望陆基飞机能把差距拉平。根据帝国海军规定的多部队作战的战术，栗田将率领一支包括三艘轻型航空母舰的先头部队去引诱美国进攻，与此同时，小泽的六艘航空母舰和五艘战列舰的主力舰队则在相距一百英里的后面摆开阵势，准备发动主攻。
无线电测向仪测出，日本舰队六月十七日晚上抵达关岛以西约六百英里的海面上，正对着六艘美国潜艇的巡逻线驶来。当天夜里，他们收到了太平洋舰队总司令的指示，要他们“先斩后奏”。斯普鲁恩斯判断，他的主要任务是保卫美军的滩头堡，此后没有得到新的情报。这样，他的行动自由就被限制在塞班岛周围三百英里的范围内，对于米彻尔的航空母舰来说，这是相当不利的，因为他的较多的重装甲飞机的攻击范围较小。日本的战斗机和轰炸机都没有保卫飞行员的装甲装置，因此重量较轻，这使小泽在航程上具有超出近一百英里的优势。在战争初期，日本飞机曾胜过美国飞机一筹，但如今已经不及美国海军飞机了——“恶妇式”战斗机无论在射击效果还是在飞行速度方面都超过了“零式”飞机。事实证明，在用炸弹或鱼雷成功地袭击军舰方面，配备了重武器的“复仇者式”飞机也比日本的攻击机优越。
菲律宾海战役
六月十八日一整天，这两支势不两立的舰队都在马里亚纳群岛以西的海面上搜寻对方的踪迹，犹如摸不准对手在什么地方的瞎眼拳击手一样。美国人小心翼翼地提防着帝国海军航程较远的飞机，日本人则决意不让第五舰队较强的火力得逞。直到第二天天亮，小泽打破无线电沉寂，发出信号出动一支将在关岛加油的巡逻机队，斯普鲁恩斯才察觉到了对手的实际位置。他现在的位置在塞班岛以西约二百英里的海面上。美日舰队之间相距三百多英里，距离太远了，美国海军的攻击机无能为力。
小泽曾设想，他可以依靠五百架陆基飞机的支持，这些飞机部署在可向第五舰队发动攻击的范围之内，他的作战计划也是这么安排的。然而，第一航空战队的指挥官栗田以为他的任务是进行佯攻，所以将飞机分散部署在雅浦群岛和帕劳群岛之间。现在，他又错上加错地发出不真实的讯号，声称他的飞机正在重创美国军舰。
事实正好相反。日出不久，一批日本飞机向关岛方向飞去，米彻尔航空母舰特遣舰队发现这一情况后，当即出动“恶妇式”和“复仇各式”飞机于七时三十分发起攻击。这一行动宣告了菲律宾海战役的开始。这一天击落的日本飞机难以计数，美国飞行员后来称之为“伟大的马里亚纳群岛猎火鸡之战”。上午十时前不久，正当飞行员们结束了早晨在关岛上空的第一次攻击返航时，美国雷达测到一批飞机正向位于关岛以西一百五十英里的海面上的第五十八特遣舰队袭来。成下队形的第五舰队随即改变航向，迎风向东驶去。一批批“恶妇式”飞机从航空母舰上起飞。配备了防空火炮的战列舰猛烈对空射击，率先吸引敌机来袭。自从上次瓜达卡纳尔群岛航空母舰大战以来，一年多时间过去了，美国人利用这段时间改进了他们的飞机，完善了海空协调作战战术。演练娴熟的战斗机控制人员现在配备了新的雷达探测设备。有了这些新设备，控制人员可以指挥空中的飞行员，部署并指挥飞机沉着冷静地对敌作战。飞行员之间的无线电通话，原先干扰、迷惑了无线电控制人员，如今已在多次战斗演习中，使战斗机僚机驾驶员之间能交换清晰、标准的指令和回答。
而他们的对手日本飞行员，却缺乏训练和经验，纪律涣散。但是，使得山本的飞行员在战争的头一年中成为一支强大的打击力量的，并不是盲目的勇敢精神。到一九四四年，联合舰队的大多数飞行员都已不是第五舰队技术熟练的老手们的对手，这在六月十九日上午日本发动的第一次袭击中已经迅速地、无情地显示出来。甚至在来袭的飞机还没有进入第五舰队的炮火射程范围之前，“恶妇式”飞机就已击落了半数敌机；为数不多的几架日本飞机总算突破了战斗巡逻机队向美国舰队飞去，但又遭到了高射炮火的猛烈阻击，以致仅有一架飞机得以扔下一颗炸弹，击中了“南达科他号”战列舰。并没有受重创。七十架攻击飞机，只有二十八架逃脱，没有被击落。
第一轮攻击遭到惨败，小泽于上午九时又出动了一百三十架飞机，发起第二次攻击。十分钟后，就在最后一架飞机刚刚呼啸着冲出“大凤号”巨大的飞行甲板之际，帝国海军这艘最大的航空母舰被一枚鱼雷击中而剧烈摇晃起来。第一机动舰队撞上了美国潜艇的纠察线。J·W·布兰查德海军中校真有运气，这艘大型航空母舰刚好出现在“大青花鱼号”的攻击潜望镜的十字标线上。潜艇一连发射了两枚鱼雷后才潜入深水，以防遭到深水炸弹的袭击。水听器测到了两声沉闷的爆炸声，布兰查德知道两枚鱼雷爆炸了。只有一枚击中了目标，因为一架“零式”飞机驾驶员奋不顾身地向另一枚正闪电般地冲向目标的鱼雷扎去。这一牺牲行动暂时保住了这艘旗舰。第一枚鱼雷炸碎了前升降舵。成千吨海水从舰前右舷的窟窿里涌进舰舱。小泽发现他的航空母舰的航速仍能达到每小时二十六海里。他赞扬了那个已死的飞行员的英勇献身精神，庆幸自己运气好，并感谢“大凤号”舰上勤奋的抢险人员。并下令发起第三次攻击。舰桥上谁也没有想到，在封闭的水密舱里挥发的油气越聚越浓，一颗定时炸弹正在舰身深处形成。
日军第二次攻击成了比第一次大的“猎火鸡”战，一百三十架战斗机、鱼雷机和轰炸机，只有三十一架得以生还。在“大凤号”被击中一小时后发动的第三次攻击，甚至连第五舰队都未找到。美国战斗机在雷达指引下直扑来袭敌机，从而在它们越来越高的得分上又加了十分。上午十一时三十分，小泽出动了八十二架飞机，发起了第四轮攻击。其中四十九架飞机追踪的原来是设在关岛以南的一个假目标。它们奉命飞往关岛加油，但刚准备降落，就又遭到了美国飞机的袭击。第四次攻击又告失败。那些找到了一支美国特遣分舰队的飞机，也没有得到更好的下场。
在“印第安纳波利斯号”上，斯普鲁恩斯来回踱着步。他发愁的是，日本舰队仍然在他飞机的攻击范围以外。使他更加恼怒的是，参谋人员主张吸烟，来缓和一下越来越紧张的气氛。小泽发动了几次攻击，现在非但未能破坏一艘美国航空母舰，他自己却损失了一半空中力量。而第一航空舰队五百架飞机的一多半又相距太远，不能参加战斗。“A…Go”计划完蛋了。正当他为失去的机会懊丧的时候，中午十二时二十二分，连续四次爆炸炸得“翔鹤号”七倒八歪。这艘重型航空母舰被“棘鳍号”潜艇的赫尔曼·戈斯勒上校连续发射的几枚鱼雷击中。此后的三个小时中，菲律宾海战役是属于洛克伍德海军少将的潜水艇艇员的，熊熊烈火吞没了“翔鹤号”，下午三时前后，火势蔓延到弹药舱，只听得一声巨响，这艘参加过偷袭珍珠港战役的老资格的航空母舰被炸得粉碎。三时二十分，“大凤号”甲板隆起，随着一声爆炸，舰身两侧裂开。不断漏出的汽油挥发后，产生了巨大能量。日本人使用易于挥发的婆罗洲原油作燃料造成了恶果——挥发的油气燃成的大火很闪猛，以致救护驱逐舰上的人员认为要救出幸存者已不可能。尽管小泽发誓要同他的军舰共存亡，他还是接受了参谋人员的劝告，带着天皇的像上了救生艇。“大凤号”上接着发生了第二次爆炸，舰上一千六百五十人同它一起沉入海底。
那天夜里，第五舰队出动飞机搜索了大片海域，仍未找到第一机动舰队的踪影。在幸存的航空母舰上，小泽还有一百架飞机，但来自栗田的接连不断的报告又使他上了当。栗田报告说，第一航空战队的飞机正向关岛飞来增援，要全力以赴夺得胜利。
直到第二天——六月二十日——下午三时四十分收到一份简短的发现敌情的报告后，斯普鲁恩斯的指挥官们才知道，日本舰队就在西北方向约二百五十英里的海面上，终于进入了美国飞机的攻击范围之内。斯普鲁恩斯决定发动一次袭击，虽然这要冒风险，他的飞行员们将不得不在天黑后返航并降落。十分钟内，已有二百一十六架美国飞机腾空而起，迎着太阳飞去。与此同时，小泽正在从容不迫地指挥加油并等待时机发动新的攻击，这时，无线电人员前来报告，说监听到了敌讥发出的无线电讯号。小泽意识到他的目标暴露了。他当即停止加油，命令第一机动舰队向西北方向撤退，指望在茫茫暮色中免遭打击。
当飞在前头的美国飞机追上日本舰队时，飞机的耗油量已经到了极限，西方的海平线已经吞没了半个太阳。没有时间协调他们的进攻了，大多数飞行员都钥他们看得到的、在渐渐黑下来的海面上蜿蜒行驶的舰只俯冲下来。轻型航空母舰“飞鹰号”波两枚鱼雷击中沉没；“瑞鹤号”和“隼鹰号”受重创；三艘油轮下沉；两艘巡洋舰遭到重创。在遭到袭击前已经起飞的八十架日本飞机中，六十五架被击落。在这次袭击中，美国损失了二十架飞机；在越来越暗的暮色中长途返航的飞机，近一半未能飞回到它们的母舰上去。
晚上八时左右，返航的飞机开始降落，斯普鲁恩斯下令第五舰队的探照灯帮助飞机进行危险的夜间降落。许多飞机燃料耗尽，被迫在海上平降。夜间的救护行动延误了斯普鲁恩斯，使他未能及时追击日本舰队。直到第二天才开始追击。敌人早已逃得无影无踪。晚上，第五舰队不再追击了。
“敌人跑掉了”，米彻尔海军上将在他的战斗报告中遗憾地写道。“他一进入我们的攻击圈，就遭到我舰队的有力打击，受到重创。他的舰队没有沉没。”斯昔鲁恩斯本人懊恼的是，他作出决定，优先保护正在袭击塞班岛的军力，结果使他丧失了全歼敌舰队的良机。批评他的人将认为，他在这次战斗中过份谨小慎微，从而失去了一个大好机会。然而，局势很快证明，斯普鲁恩斯在菲律宾海战役中赢得的胜利，是整个太平洋战争中最圆满的胜利之一。
联合舰队诱引美国舰队进行决战的“A—Go”计划失败了，这是因为得不到陆基飞机的支持。联合舰队损失了所剩航空母舰的三分之一，飞机仅残存三十六架。同经验丰富的美国海军飞行员作战所需要的受过高级训练的替补飞行员再也没有了。虽然残存的日本战舰和航空母舰从理论上说仍然实力强大，但实际上已经成为一支力量削弱了的舰队。小泽承认，太平洋上的海战实际上已经结束，他请求�