1944年6月19日清晨，通宵东撤的第58特混舰队位于塞班岛西南90海里、关岛西北90海里的海域，随后开始转向，航向西南。经过拂晓时分的一场小规模空战，美军舰载机消灭了最后一批来自关岛机场的30多架日军轰炸机和攻击机，至此，“阿号作战”要求岸基航空兵配合小泽机动部队作战的计划全部落空。
“发现敌舰队！”小泽司令部内顿时一阵欢呼。美第58特混舰队与栗田前卫编队相距300海里，与小泽的航母主力相距400海里，这正是小泽梦寐以求的理想打击距离，在美舰载机作战半径之外，日机终于抓住了抢先攻击的绝好战机。只要令美军航母的木质飞行甲板中上炸弹，即使只命中一颗，就能破坏敌舰载机的起飞和降落。更不用说威力更大的鱼雷了。“大风”号旗舰桅杆上再次升起奇袭珍珠港时南云机动部队所挂的Z字作战旗。联合舰队司令长官丰田海军上将也发来了训示：“皇国兴亡，在此一举，全体官兵尽须努力奋战！”30多年前，东乡平八郎司令长官就是用这句话来激励即将同沙皇俄国舰队决战的官兵斗志的。
6月19日7时25分，第一攻击波从栗田前卫编队的3艘轻型舰母上迎风起飞，14架“零”式战斗机、43架“零”式战斗轰炸机、7架“天山”式鱼雷攻击机共64架舰载机组成的突击机群在6000米高空向东直扑过去。2个多小时以后，美军雷达发现了从西面飞来的日机，距离150海里。米彻尔命令每一架可以起飞作战的“恶妇”式战斗机起飞，截击日本飞机。地勤人员在航空母舰整个飞行甲板上立刻忙碌起来，蓝衣蓝帽的机械员、黄衣黄帽的滑行信号员、绿衣绿帽的拦阻挂钩员、紫衣紫帽的轮挡员以及红衣红帽的消防员各自散开，准备飞机起飞。飞行员们跨进各自飞机的座舱，身大体魁的“恶妇”在马达的阵阵轰鸣声中腾空而起，在作战情报中心的引导下扑向目标。为了腾出飞行甲板让战斗机降落、加油和补充弹药，鱼雷机和俯冲轰炸机也全部起飞，在特混舰队东侧上空待机。约450余架“恶妇”式战斗机组成的机群在离第58航母特混舰队70海里空域，遭遇日军第一攻击波。“恶妇”式战斗机抢先升入高空，飞行员们紧紧扣住6门12.7毫米航炮的射击按柄，用瞄准镜对准敌机，居高临下朝着下方稀稀落落的64架日机俯冲。“埃塞克斯”号战斗机中队长布鲁尔海军中校首次点射就让一架“零”式开了花，在这架日机的破片掉入海面之前，布鲁尔又紧紧咬住了另一架“零”式战斗机。日军舰载机像树叶一样哗哗地往下落，数架侥幸未被击落的日机飞临李海军中将的战列舰编队，舰队顿时巨炮齐鸣，装有近爆引信的空爆炮弹立刻将中太平洋的碧海染成了黑色。总算有一架“零”式战斗轰炸机在被击落前，将一颗250公斤航弹扔在“南达科他”号战列舰上，但战列舰的战斗力丝毫没有被减弱。日机第一攻击波仅有26架飞机返回母舰，而美军只损失了1架飞机。
第一攻击波出发后半小时，48架“零”式战斗机、13架“彗星”式俯冲轰炸机和27架“天山”式鱼雷攻击机在2架搜索机的引导下，组成了更大规模的第2攻击波，它们从“大风”号、“翔鹤”号。“瑞鹤”号航母升空后，成编队向东进击，很明显，这个日机群的指挥官从无指挥大编队作战的经验，竟带领机群朝栗田前卫编队的上空飞去，造成海面上的战列舰、巡洋舰开炮误伤了己方的6架飞机。10时40分，“猎杀马里亚纳火鸡”式的空战开始了，美军飞行大队长麦坎普贝尔海军中校身先士卒，第2次投入战斗，他一次次冲入“彗星”俯冲轰炸机队列，一举击落4架，直至把炮弹打光。“恶妇”式战斗机占据了绝对优势，只要有一架日机企图带领几架飞机冲出队列，“恶妇”式战斗机飞行员就会像牧童那样，把它们重新赶回机群里，防止日机散开。“嗨，这真像古代捕杀火鸡啊！”一位飞行员欣喜若狂地叫起来，无线电里充满了乱哄哄的狂叫和咒骂声，警告和鼓励战友的喊声。大约有20余架日机顽强地突破了“恶妇”式战斗机的重重包围，但是刚一接近战列舰群就被防空火网收拾了。两架“天山”式鱼雷攻击机勇猛地扑向美环形舰阵的中心，即李海军中将的旗舰“印第安纳”号战列舰，对准其巨大的舰身射了鱼雷后，随即便被炮火撕成了碎片，日机飞行员至死都未看见两条鱼雷均偏离了目标。就在这同一时刻，又一架“天山”式突入“印第安纳”号右舷，但是未能投下鱼雷就被击中起火，燃烧的日军攻击机带着桔黄色火焰猛然撞向战列舰舷侧，炸裂的飞机破片击中了正好在附近甲板上的5名舰员，“印第安纳”号右舷留下了重重的擦痕。11时50分，6架日军“彗星”式舰载俯冲轰炸机突破被美军战斗机封锁的空战区域，向西扑向蒙哥马利海军少将的第2航母特混大队，其中4架对“黄蜂”号航母扔下4颗炸弹，均未直接命中，只有1颗炸弹在“黄蜂”号上方爆炸，引燃了飞行甲板上的一些燃烧弹，造成一场小火灾。另外两架向“邦克山”号航母急剧俯冲，投下了两颗近失弹。炸弹在水中爆炸，弹片击穿了飞机升降机和附近的舰体，引起几处火灾，但立刻被扑灭了。日第二攻击波的128架舰载机损失非常惨重，只有28架飞机返回了母舰。
第2攻击波离舰半小时以后，虽然日军第1机动部队第2大队的“鹰隼”号、“龙凤”号出动引架舰载机组成了第3攻击波，但由于飞行员大多训练不足，造成迷航，只有13架“零”式战斗机、9架“零”式战斗轰炸机和9架“天山”鱼雷攻击队形成了攻击力量。惟一的战果是在“埃塞克斯”号航母90米处投下一颗近失弹，自己却反而丢了几架飞机。
正当日军第2攻击波的舰载机一架一架飞去与美舰队较量时，它们的母舰也快大祸临头了。站在甲板上挥手向舰载机告别的水兵突然惊恐地发现一架潜望镜在汹涌的海面上划开“人”字形浪尾，向“大风”号逼近，并不失时机地在右舷前方5000多米处采用大扇面射击角度，接连发射了6条鱼雷。鱼雷吐着气泡，冒着一缕轻烟直奔“大风”号而来，只见最后一架飞出甲板的彗星式俯冲轰炸机一个右急拐弯，俯下机头冲向飞窜而来的鱼雷，企图将鱼雷撞爆，可是奇迹终归没有发生。眼看高速航进的“大风”号将5条鱼雷都甩到了舰后，但是终没能躲过射向舰首的第6条鱼雷，鱼雷无情地将右舷前部升降机处炸开一个大洞。“大风”号不愧是集日本海军造船精粹的装甲航母，右舷大洞被舰员们用饭桌、木板等堵住后又恢复了战斗航行。但不久，婆罗洲的高挥发性原油帮了美军的大忙，鱼雷爆炸后造成前部燃料舱和加油管道破损，大量刺激性有毒燃油蒸汽开始弥漫整个“大风”号。下午2时30分，中雷后又坚持了6个多小时的“大风”号终于发生了惊天动地的大爆炸，继而舰内全部停电，火势越烧越旺，装甲飞行甲板上下弯曲，严重变形，小泽司令长官不得不下令弃舰转移，将舰队司令部移至“羽黑”号重巡洋舰。不一会儿，“大风”号便悄然消失在海底。
祸不单行，从菲律宾海域一直尾随跟踪小泽舰队而来的美军潜艇“刺鳍”号，继“大青花鱼”号击中“大风”号后，盯上了日本“翔鹤”号航空母舰。“翔鹤”号能载机96架，是参加过奇袭珍珠港及珊瑚海海战的老舰。负责保护这艘航母的日军驱逐舰装备的水下声纳装置十分落后，碰上这样大规模的舰队机动作战，根本捕捉不到美军潜艇移动时微小的声波变化。“速来领取战斗口粮！”已是接近中午，“翔鹤”号喇叭开始提醒忙碌的舰员们。突然，广播员的声音陡然变得急促而不安：“反潜警戒！”可是已经来不及了，“刺鳍”号在右舷前方只有1500米处射出了鱼雷，海面上立刻出现6条白色航迹，直驱“翔鹤”号。3条鱼雷直接命中右舷，巨爆声此起彼伏，海水大量涌入舰体，舰体严重失去平衡，2小时后，1271名舰员和飞行员随同“翔鹤”号一同葬身于马里亚纳海。战功卓著的“刺鳍”号也不轻松，日军驱逐舰对它进行了长达3个小时的追击，投放了105颗深水炸弹。走运的美国潜艇只是负了点轻伤，好歹逃到了已被占领的塞班岛海岸。
“翔鹤”号、“大风”号中弹后，小泽依然组织起第4攻击波，82架舰载机分别从舰队剩下的“瑞鹤”、“隼鹰”、“飞鹰”、“龙凤”号上出发。但是，日机都未能直接找到美舰位置。一队已准备飞向罗塔岛的日机途中碰巧发现了正在回收飞机的“大黄蜂”号和“邦克山”号，觉得有机可乘，可结果只有一颗炸弹命中，给“邦克山”号造成轻微损伤，而机群则大部被歼。另一队失去目标的日机扔掉炸弹后，准备在关岛机场弹痕累累的跑道上强行着陆，却被“恶妇”式战斗机逮住机会，49架舰载机30架被击落，其余全部毁伤。
6月19日的海空大战告一段落，转移到“羽黑”号重巡洋舰上的小泽司令长官起初听信返航飞行员夸大其辞的报告，确信第58特混舰队已经受到重创，遂命令第二天黎明时分再度实施航空突击，以求决战。当他查明430架舰载机只剩下了100架时，才意识到自己损失惨重，而且取得的战果也并非那么令人乐观。当天夜晚，小泽决定机动部队暂向西北方向撤退，准备边补给燃料边休整，拟在22日再与美舰队决一死战。
