十一點十五分，美國太平洋艦隊派出了第一批偵察機。
可以說，弗倫奇的判斷非常準確，而且反應也非常迅速。當時，中國太平洋艦隊就在美國太平洋艦隊北面大約一千七百公里處，而向南前出的「偵察編隊」離美國太平洋艦隊大概只有一千公里。
問題是，弗倫奇無法肯定這個判斷。
由此產生的結果就是，美國太平洋艦隊在安排偵察機的時候，把搜索範圍鎖定為北偏西六十度到北偏東六十度之內，即搜索範圍達到了一百二十度，九艘航母總共出動了一百零八架偵察機，確保在達到兩千公里的最大偵察半徑時，相鄰兩架偵察機的間隔距離在五十公里以內。
這樣的話，偵察機可以不用啟動雷達，用被動探測設備就能搜索整片海域。
凌晨零點不到，弗倫奇就收到了第一份偵察報告，準確的說是第一批報告，因為有八架偵察機幾乎同時發回報告，宣稱發現了中國艦隊，並且遭到防空戰艦攻擊，其中一架偵察機還明確報告，用雷達探測到了數艘大型戰艦，其中至少有四艘是專門充當航母貼身保鏢的大型綜合戰艦。
問題是，這些報告中，都沒有提到航母。
遲疑了片刻，弗倫奇下達了攻擊命令。
雖然沒有發現航母，但是已經有情報表明，中國海軍的第二批「黑龍江」級大型防空戰艦已經服役，而且隨同艦隊出海。也就是說，中國艦隊裡有十六艘大型綜合戰艦，而掩護四艘航母，根本要不了這麼多大型綜合戰艦。弗倫奇由此得出結論，中國艦隊肯定讓部分戰艦前出掩護。
當時，弗倫奇得出這樣的結論並不奇怪。
既然中國艦隊主動南下，表明牧浩洋已經猜到，美國艦隊進入了密克羅尼西亞，也就有足夠的理由讓部分大型綜合戰艦南下。這麼做，一來可以充當航母戰鬥群的防空屏障，二來可以有效擴大反潛區域。要知道，在前出的戰艦裡面，還有四艘反潛戰艦，而這些戰艦肯定在引導與指揮系統作戰的潛艇。要不然，中國艦隊也沒有可能在一天之內，連續幹掉六艘美軍攻擊核潛艇。
顯然，弗倫奇並不知道，牧浩洋動用了四十八艘全電動潛艇執行反潛任務。
問題是，當時美軍艦隊還沒有做好攻擊準備。
按照弗倫奇制訂的打擊方案，九艘航母將各出動四十八架戰鬥機，其中二十四架戰鬥機擔任護航任務，二十四架戰鬥機負責攻擊中國艦隊。如此一來，還能留下一百零八架戰鬥機執行艦隊防空任務。等到偵察機返航之後，美軍艦隊能夠發動規模差不多的第二輪攻擊，並且用第一批攻擊機群裡的返航戰鬥機執行艦隊防空任務。也就是說，弗倫奇始終保留了一支足夠強大的防空力量。
這也可以理解，因為按照弗倫奇的判斷，兩支艦隊的距離在一千公里左右。
就算中國艦隊的偵察機還沒有飛過來，美軍艦隊也很容易暴露行蹤，因此必須留下足夠的防空力量。
一次出動四十八架艦載戰鬥機，基本上是美軍航母的極限出動能力了。
為此，至少需要半個小時以上的準備時間。
事實上，因為剛剛出動了偵察機，而且沒人知道能夠這麼快找到中國艦隊，所以航空勤務人員還在安排第二批偵察機。
由此產生的結果就是，美軍攻擊機群最快要到零點四十五分才能準備妥當。
當時，弗倫奇只能祈禱，中國偵察機不要在這個時候飛過來。
他的祈禱產生了作用，可是也帶來了一個變數。
零點三十分，就在九艘美國航母積極準備攻擊機群的時候，由有四架偵察機幾乎同時發來消息，宣稱發現了中國艦隊，而且遭到防空戰艦攻擊。這次，有兩架偵察機用雷達探測到了中國戰艦。
因為美國艦隊保持著無線電靜默狀態，所以沒有調整偵察機的飛行線路。
也就是說，當時美軍偵察機發現的，其實是第二支「偵察編隊」，而飛往中國艦隊的偵察機已經被另外一支「偵察編隊」攔截了。
這些偵察報告，不但讓弗倫奇大驚不已，更讓美軍參謀萬分錯愕。
要知道，這兩支「中國艦隊」相隔大概有一千公里，而且航向夾角在七十度左右，且規模都相差不大。
更重要的是，兩批偵察報告中，都沒有提到航母。
也就是說，偵察機發現的只是護航戰艦！
如果說，中國艦隊向南面派遣戰艦可以理解，那麼向東南方向上派遣戰艦，就沒有合理的解釋了。
更重要的是，這兩支艦隊裡總共有八艘大型綜合戰艦。
由此推算，掩護四艘航母的，只有八艘大型綜合戰艦，等於把直接掩護航母的兵力縮減了一半。
弗倫奇從不懷疑牧浩洋的膽量，但是他也沒有辦法相信，牧浩洋竟然如此大膽。
當時，弗倫奇甚至覺得，牧浩洋是在故弄玄虛，中國艦隊根本沒有南下，而是在馬裡亞納群島附近。
只是，弗倫奇很快就否決了這個判斷。
要知道，落單的戰艦很容易成為航空兵的活靶，根本沒有生存能力可言。牧浩洋的膽量再大，也不可能拿半數護航戰艦冒險，更不可能故意丟掉半數護航戰艦。也就是說，中國艦隊肯定在附近。
問題就是，中國艦隊到底在哪？
在南面那支編隊的後方，還是在東南那支編隊的後方？
面對異常詭異的局面，弗倫奇不得不強迫自己冷靜下來，並且把注意力集中到了偵察機發回的報告上。
很快，就他就注意到了一個至關重要的細節。
這兩支中國艦隊的航速並不相同，而且向南的分速度一樣。
也就是說，兩支艦隊在以同樣的速度向南航行，只是東面那支艦隊的徑向速度更快，因此也在同時向東航行。
做出這個判斷後，弗倫奇猛然意識到，中國艦隊就在這兩支編隊航線垂直交匯處。
至於牧浩洋為什麼要這麼做，弗倫奇還搞不清楚，但是他已經感覺到，這將是取得勝利的重大機會。
當然，擺在他面前的現實並不樂觀。
在第二次迪戈加西亞海戰中，中國艦隊已經用行動證明，大型綜合戰艦上的大口徑電磁炮能夠對八百公里內的敵艦進行致命打擊，而此時，正在向南航行的那支編隊與美國艦隊的距離已經不到一千公里了。更重要的是，這支編隊被偵察機發現時，航速只有十多節，如果以四十五節的速度南下，大概兩個小時之後就能炮擊美國艦隊。在美國艦隊中，沒有任何一艘戰艦能用炮火還擊八百公里外的敵艦。
也就是說，弗倫奇必須首先打擊這支編隊。
問題是，如果攻擊前出的護航編隊，就無法及時攻擊中國艦隊的主力編隊，甚至有可能讓中國艦隊搶先攻擊。
面對這個難題，弗倫奇決定孤注一擲。
零點四十五分，弗倫奇調整了空中打擊安排，讓每艘航母把剩下的十二架戰鬥機也全部放出去，並且用這些戰鬥機集中攻擊前出的護航編隊。因為護航編隊裡面沒有航母，所以只要及時攻擊中國艦隊的主力編隊，就能阻止中國艦隊為前出的護航編隊提供防空掩護，也就不需要為攻擊機群安排單獨的護航戰鬥機。
當然，前提是首先攻擊中國艦隊的主力編隊。
如此一來，弗倫奇就得首先讓護航戰鬥機起飛，而且讓這些戰鬥機繞過護航編隊，以偵察搜索的方式向北飛行。
一點十五分，第一批戰鬥機升空。
到這個時候，弗倫奇依然對勝利充滿了希望，因為還沒有中國偵察機到來，即美國艦隊還沒有暴露行蹤。
只要及時發起攻擊，就能瓦解中國艦隊的反擊能力。
在各出動六十架戰鬥機的情況下，美軍艦隊只需要二十分鐘就能放飛所有戰鬥機。
必須承認，美軍官兵的素質很不錯，至少在航空出動能力上足以與中國艦隊匹敵，官兵的鬥志也很高昂。
到了一點四十五分，弗倫奇拋出了撒手鑭。
弗倫奇毫無保留的派出了艦載戰鬥機，根本沒有考慮退路。以當時的情況，弗倫奇這麼做沒有任何錯。要知道，在兩支艦隊離得足夠近的時候，任何一支艦隊都別想在徹底打垮對手之前離開戰場。如此一來，只有集中力量發起攻擊，才有希望取得決定性勝利，而任何遲疑都會產生負面影響。對美國艦隊來說更是如此，因為美國戰艦的防空能力較弱，抵擋空中打擊的能力明顯不如中國艦隊。
從某種意義上講，弗倫奇孤注一擲的打擊行動，差點改變了這場決戰的結果。
原因是，在零點左右，第一支「偵察編隊」被美軍偵察機發現的時候，牧浩洋並不相信美軍艦隊已經近在咫尺，而且前出的大型綜合戰艦提供的報告也證明了他的觀點，即遭到攔截的美軍偵察機都在發出電報後轉向返航了。由此，牧浩洋認為美軍艦隊還在大約兩千公里之外，偵察機在極限半徑上發現了「偵察編隊」。只到零點三十分，第二支「偵察編隊」被美軍偵察機發現，牧浩洋才猛然明白過來，意識到美軍艦隊就在附近，而且距離不會超過一千七百公里。
也直到這個時候，牧浩洋才決定出動偵察機。
零點五十分，第一批偵察機從「泰山」號航母上升空。
從時間上推算，牧浩洋只晚了十分鐘派出偵察機。
以當時的情況，如果牧浩洋在零點四十分派出偵察機，那麼在一點四十五分之前，也就是弗倫奇派出的攻擊機群離開美國艦隊之前，偵察機就能發現美國艦隊，而弗倫奇肯定得留下部分戰鬥機執行防空任務。要知道，弗倫奇當時並不知道中國艦隊的確切位置，只是做出了大致判斷，因此他就沒有理由相信，他派出的攻擊機群能夠在中國艦隊的攻擊機升空之前到達。如此一來，就有可能出現一種情況，即在美國戰鬥機攻擊中國艦隊的時候，中國戰鬥機將攻擊美國艦隊。更重要的是，牧浩洋早意識到已經暴露行蹤，也就會留下足夠多的防空戰鬥機，因此美軍機群不見得能夠殲滅中國艦隊。相反，如果弗倫奇不留下部分戰鬥機執行防空任務，美國艦隊就得不到有力掩護，哪怕牧浩洋只派出了幾十架戰鬥機，也很有可能重創美國艦隊。
果真如此的話，這場海戰的結果肯定會大不相同。
只是，牧浩洋在零點五十分才派出偵察機，也不是錯誤決定。
雖然在零點三十分左右，牧浩洋就已知道美國艦隊肯定在兩千公里之內，但是他的第一反應不是出動偵察機，而是增強艦隊防空力量。要知道，在零點三十分的時候，艦隊上空沒有一架防空戰鬥機。
可以說，牧浩洋的判斷非常準確。
如果他首先出動偵察機，而且讓偵察機覆蓋較大的偵察範圍，那麼在一點十五分之前都無法出動防空戰鬥機。弗倫奇在一點四十五分出動了攻擊機群，大概在三點鐘左右就將到達艦隊上空。這個時候，牧浩洋將面臨一個極為艱難的選擇，即他派出的偵察機將在兩點三十分之前發現美軍艦隊。更重要的是，在此之前，前出的「偵察編隊」就將發現美軍機群，因此牧浩洋將錯過發起攻擊的機會。
相反，如果他首先出動防空戰鬥機，還有足夠的時間完成攻擊準備。
隨後的戰鬥證明，牧浩洋的這個部署起到了至關重要的作用。
兩點十五分，以「黑龍江」號為首的偵察編隊發現了逼近的美軍機群。因為已經被美軍偵察機發現，所以八艘戰艦都處於最高戰備狀態，火控雷達全部處於工作狀態，能夠隨時攔截來襲敵機。
問題是，美軍機群沒有逼近偵察編隊，而是從東面兩百公里外繞了過去。
更重要的是，四艘大型綜合戰艦都是對地打擊配置，攜帶的區域防空導彈非常有限，而四艘反潛戰艦根本沒有區域防空導彈。也就是說，偵察編隊根本無法阻攔美軍機群，甚至沒有干擾美軍機群。
偵察編隊能做的，只是向主力編隊發出警報。
這個時候，主力編隊上空已有四十八架防空戰鬥機與八架預警機。
收到警報後，牧浩洋立即下令讓防空戰鬥機緊急起飛，並且把艦載預警機的升空數量增加到十六架。
原因很簡單，偵察編隊提供了極為詳細的戰場信息，美軍攻擊機群的規模非常龐大，數量在五百架以上。
毫無疑問，這批戰鬥機中，有很大一部分是護航戰鬥機。
即便以通常情況為準，即護航戰鬥機與攻擊機為一比三，也意味著美軍派出了一百多架護航戰鬥機。
更重要的是，這表明美軍使出了最大的攻擊能力。
當然，偵察編隊的報告有誤，因為當時飛往主力編隊的美軍戰鬥機是四百三十二架，另外一百零八架飛往偵察編隊。
這個錯誤，卻產生了正面效果。
在偵察編隊提供的大約三十分鐘預警時間內，四艘「泰山」級航母各出動了四十八架戰鬥機，把防空戰鬥機的數量提高到了二百四十架，而且全部是性能先進的J-33B，飛行員也都是精英中的精英。
事實上，牧浩洋首先安排防空戰鬥機的作用，在這個時候已經顯現了出來。
要知道，如果他首先出動了偵察機，接下來就應該考慮如何攻擊美軍艦隊，也就會讓航空部門進行準備。因為後出動偵察機，所以牧浩洋並不急於發起攻擊，而航空部門也就沒有為攻擊做準備。
由此產生的影響就是，四艘航母上都有足夠多的戰鬥機處於制空作戰狀態，能夠在接到命令後立即起飛。
如此一來，中國太平洋艦隊上空的戰鬥機超過了美軍的護航戰鬥機。
雖然弗倫奇在安排攻擊戰術的時候，非常注重前線引導，每艘航母出動了兩架艦載預警機，而且這些預警機最先起飛，因此在到達中國太平洋艦隊上空時，美軍預警機就在護航戰鬥機後方兩百多公里處。但是與中國太平洋艦隊相比，美軍的前線指揮能力任顯不足，主要就是艦載預警機的指揮能力非常有限，只有在跟防空戰艦配合的時候，才能最有效的引導戰鬥機作戰。
接下來發生的事情，就或多或少讓牧浩洋有點驚訝了。
兩點二十五分，美軍攻擊機群襲擊了南下的偵察編隊，一百多架美軍戰鬥機發起了集中打擊。
當時，牧浩洋收到的消息並不明確，只知道偵察編隊遭到打擊。
幾分鐘後，一架在一點之前升空的偵察機發回消息，在偵察編隊南面大約一千公里處發現了美軍艦隊，而且明確報告探測到了數艘大型航母與數十艘大型戰艦，而且美軍艦隊的分佈區域非常廣闊，部分戰艦在雷達的探測距離之外。
牧浩洋收到偵察報告的時候，差不多已是兩點三十五分了。
也就在他猶豫著是否應該進行反擊的時候，美軍機群到來了，空戰隨即開始。
幾乎同時，南下的偵察編隊發來報告，防空作戰已經結束，四艘大型綜合戰艦與四艘反潛戰艦均無嚴重損傷！
毫無疑問，這絕對是個奇跡。
至少在這個時候，包括牧浩洋在內的所有官兵都覺得，這是一個奇跡。
要知道，攻擊偵察編隊的美軍戰鬥機使用的都是反艦制導炸彈，而新式末段攔截系統還沒有在實戰中攔截過這類小型彈藥。
只是，這次實戰證明，新式末段攔截系統確實能夠攔截反艦制導炸彈。
根據海軍公佈的戰報，當時美軍至少投下了兩百多枚反艦制導炸彈，沒有一枚擊中大型綜合戰艦，只有一艘反潛戰艦被一枚炸彈擊中艦首，導致主炮前方近三十米長的一段甲板被炸飛，艦橋內的十多名官兵傷亡。因為採用了極為牢固的三體船型，所以這艘反潛戰艦不但沒有沉沒，還能繼續作戰。
兩點四十分，牧浩洋打破了無線電靜默，給南下的偵察編隊下達了命令，向美軍艦隊開火。緊接著，牧浩洋讓航空作戰參謀聯繫了所有偵察機，全部飛往美軍艦隊，並且直接向偵察編隊提供戰場信息。
三分鐘後，「黑龍江」號等四艘大型綜合戰艦進行了首輪齊射，向美軍艦隊最前方的兩艘防空巡洋艦投射了五百多枚炮彈，並且以每分鐘一輪齊射的方式，依次炮擊美軍艦隊中的防空巡洋艦。
顯然，這是非常傳統的打法。
當時，偵察編隊的指揮官只有一個想法，即為艦載航空兵清除障礙。
事實上，偵察編隊的指揮官也有點有恃無恐。原因很簡單，美軍艦隊出動了五百架戰鬥機，而九艘航母最多也就只有六百四十八架戰鬥機。也就是說，美軍艦隊剩下的戰鬥機不足以組織起第二次空中打擊。更重要的是，美軍戰艦的最高航速不會超過三十五節，而偵察編隊的最高航速能夠達到四十五節。也就是說，只要被偵察編隊咬住，美軍艦隊就別想逃脫炮火打擊。如此一來，首先攻擊那些能夠攜帶遠程反艦導彈的巡洋艦，要比首先攻擊航母更有意義。
從理論上講，不考慮航空兵的話，巡洋艦的作戰能力超過了航母。
對美軍來說，這絕對是一場災難。
弗倫奇並不知道，中國海軍已經獲得了射程為一千二百公里的增程炮彈，也就不知道自身已經在偵察編隊的炮火打擊範圍之內。當炮彈落下來的時候，看到附近的兩艘巡洋艦在爆炸中冒起火光，弗倫奇才猛然驚醒。
只是，這個時候，再進行規避已經來不及了。
兩點五十分，美軍艦隊向南轉向，並且把航速提高到了三十三節。
緊接著，弗倫奇命令已經返回艦隊的十二架偵察機開始攔截中國艦隊的偵察機。
可以說，這個決定，改變了這場海戰的結果。
三點不到，炮擊突然結束。原因很簡單，最先到達美軍艦隊上空的偵察機遭到美軍戰鬥機攔截，被迫撤離。
沒有偵察機提供的信息，偵察編隊無法攻擊正在轉向規避的美軍艦隊。
直到十五分鐘之後，炮擊才再次恢復，不過也只持續了不到五分鐘，隨著偵察機再次被美軍戰鬥機驅逐，偵察編隊不得不停止炮擊。只是，在這五分鐘內，偵察編隊重點打擊了美軍艦隊裡的四艘航母，其中就包括弗倫奇的旗艦「星座」號航母，最終迫使弗倫奇在三點過轉移到了「列剋星敦」號航母上。
這個時候，中國太平洋艦隊主力編隊也遭到了美軍機群的瘋狂攻擊。