星敦”号非常笨重，让它做机动动作躲避鱼雷确实是难为它了，两枚鱼雷击中了它的左舷，强烈的爆炸使它左摇右晃。正当甲板上的水兵们乱作一团的时候，日军轰炸机从它的前方俯冲了下来，两枚重磅炸弹击中了它，它遭到重创，有6处燃起大火，舰体内灌入了大量海水，开始慢慢向左倾斜！
日军飞机把炸弹和鱼雷都投放以后扬长而去，飞行员们兴高采烈地向司令官原忠一报告：击沉一艘大型航母和一艘中型航母！原忠一大概过于信任飞行员的报告了，他没有继续组织进攻。实际上，他的处境也很不乐观，就在他的飞机攻击美军航母编队的时候，美军飞机也攻击了日军航母编队，“翔鹤”受到了重创！
在这一场战斗中，日本人的运气还不错，一大片雨云把他们的航母编队遮盖了起来，不容易被美军飞机发现。也正是由于天气原因，美军“列克星敦”号上起飞的48架飞机遭到日军“零”式战斗机的拦截时四散逃命，相互失去位置，难以重新集中到一起。大约浪费了40分钟时间之后，只有21架飞机重新集中起来。如此一来，“约克城”号和“列克星敦”号上的飞机没能同时发起进攻，而且27架飞机没能到达作战地点，攻击力大打折扣！
“约克城”号上的39架飞机首先到达作战区域。见美军飞机来者不善，日军航母“瑞鹤”立即躲进暴雨区，但是“翔鹤”非常积极，它犯了跟“祥凤”一样的错误——调转船头逆风行驶，让战斗机起飞迎战！于是，美军轰炸机和鱼雷机集中攻击“翔鹤”！不过，美军的鱼雷机实在是不敢恭维，它们在1400米的距离上施放鱼雷，而且这些鱼雷速度较慢，均被“翔鹤”轻松躲开。“无畏”式俯冲轰炸机总算做出了点贡献，它们投放的两枚炸弹击中了“翔鹤”，炸弹爆炸后引燃了汽油，“翔鹤”甲板上立即火光冲天。
40分钟后，“列克星敦”号上的21架飞机终于赶到，其中有11架鱼雷机、4架俯冲轰炸机、6架战斗机。鱼雷机仍然毫无建树，只有俯冲轰炸机投出的一枚1000磅的炸弹命中目标。“翔鹤”受到重创，飞行甲板完全无法使用，日军返航的飞机只好降落在“瑞鹤”上面。
至此，日军的两艘航母一艘完好无损，一艘受到重创；美军的两艘航母一艘受到重创，一艘受到中创，战局明显对日军有利，然而日军却放弃了扩大战果的机会。第五巡洋舰战队司令高木武雄和第五航空战队司令原忠一都认为没必要再进行第二轮攻击，第四舰队司令井上成美也同意了他们的意见，下令无限期延长进攻莫尔斯比港的计划！
虽然日军没有继续进攻，但是美国人却意外地遭到了重大损失。日军飞机飞离以后，“列克星敦”号上的水兵们急忙灭火、抢修并调整燃油，终于使它停止了倾斜，渐渐恢复平衡，美军返航的飞机在它的甲板上顺利降落并补充油料准备再战。然而就在日军飞机离开一个多小时后，“列克星敦”号内部突然发生了巨大的爆炸！原来，在之前的战斗中，它的汽油管道被炸坏并发生了扭曲；尔后给飞机加油的时候，大量的油雾泄漏，最终引发了一连串大爆炸。“列克星敦”号再次被熊熊大火吞没，舰长谢尔曼无奈地下令弃船。
几个小时后，烈火引燃了舰上的炸弹和鱼雷，“列克星敦”号再次发生剧烈爆炸。美军已经无法挽救它，只好向它发射了4枚鱼雷以加速它的沉没。“约克城”号独木难支，太平洋舰队司令尼米兹命令舰队迅速撤往新喀里多尼亚的努美阿基地。珊瑚海大战就此结束。