攻擊主力編隊的四百三十二架戰鬥機中，有多達二百一十六架護航戰鬥機。
因為美軍機群得繞過南下的偵察編隊，所以空戰是分批次進行的，從離主力編隊五百五十公里處開始，一直打到離主力編隊不到兩百公里處。隨著美軍機群進入區域防空導彈的攔截範圍，空戰才宣告結束。
在長達二十分鐘的空戰中，雙方的戰鬥機都拼出了全力。
戰鬥打得異常激烈，可以說不分高下。主要就是，美國太平洋艦隊的九支艦載航空兵聯隊都是主力部隊，飛行員的平均飛行時間在三千小時以上。雖然在此之前，美軍飛行員沒有多少實戰經驗，特別是大規模空戰經驗，但是長期的高強度訓練，賦予了美軍飛行員極高的戰術素養。要知道，大戰爆發前，美國海軍飛行員的年均飛行訓練時間高達六百小時，是世界平均水平的兩倍。
所幸的是，中國海軍的飛行員並不是菜鳥。
與美軍飛行員相比，中國海軍飛行員的年均飛行訓練時間相差不大，而且半數飛行員參加過第二次迪戈加西亞海戰，還有部分飛行員參加過七年前的第二次印度洋戰爭，擁有更加豐富的實戰經驗。
在這場交戰中，雙方都犯了一些錯誤。
中國艦隊最大的錯誤，就是提前升空的防空戰鬥機只有四十八架，即這四十八架戰鬥機組成了第一道防空攔截線，而面對的美軍戰鬥機多達一百零八架，結果四十八架J-33B沒能發揮多大作用。也就是說，離艦隊五百五十公里的處的第一道防空攔截線，沒能打散美軍的攻擊編隊，更沒有威脅到攻擊機群。
結果就是，第一批攜帶反艦導彈的美軍攻擊機在離主力編隊大約五百公里處，在沒有受到阻攔的情況下發射了導彈。
如果美軍沒有犯錯誤，主力編隊的命運肯定會非常悲慘。
要知道，在引導防空戰鬥機作戰的時候，防空戰艦很難攔截反艦導彈。如果集中力量攔截反艦導彈，就無法掩護支援防空戰鬥機。更重要的是，在這個時候，所有進入區域防空導彈攔截範圍的戰鬥機，不管是美軍的戰鬥機、還是艦隊防空戰鬥機，都有可能遭到防空戰艦攻擊。
一般情況下，防空戰艦的火控系統會處於鎖止狀態。
也就是說，只要攻擊區域內有己方的戰鬥機，防空戰艦就不會主動發射防空導彈。要想發射防空導彈，就得使用手動操作方式，而人為控制的時候，防空導彈的攔截效率將降低九成以上。
所幸的是，美軍在這個時候犯了一個嚴重的錯誤。
擊潰第一批防空戰鬥機之後，飛在最前方的美軍護航戰鬥機沒有繼續前進，至少沒有全部殺向主力編隊，只有不到四十架美軍戰鬥機在向主力編隊飛去，其他的美軍戰鬥機去追殺逃竄的防空戰鬥機。
由此產生的結果就是：第二批防空戰鬥機輕而易舉的擊潰了逼近的美軍護航戰鬥機。
緊接著，這些防空戰鬥機離開了艦隊區域防空導彈的攻擊區域，讓防空戰艦能夠轉為執行反導攔截作戰。
美軍第二批護航戰鬥機趕到時，防空戰鬥機已在主力編隊南面構築了新的防空攔截線。
此時，美軍攻擊機群投射的反艦導彈已經逼近主力編隊。
反導作戰立即開始。
必須承認，偵察編隊提供的二十分鐘預警時間起到了至關重要的作用，比如讓四艘大型綜合戰艦全部機動到了最合適的位置上。
在攔截反艦導彈的戰鬥中，四艘大型綜合戰艦起到了至關重要的作用。
使用末段攔截系統之前，有八成以上的反艦導彈被區域防空導彈擊落，剩下的也在末段突防時被擊落。
美軍的這輪攻擊，只是消耗掉了主力編隊數百枚區域防空導彈。
以當時的情況來看，如果美軍護航戰鬥機沒有理會那些逃竄的防空戰鬥機，而是集中力量向主力編隊衝刺，大型綜合戰艦的防空作戰效率肯定會大打折扣，使末段攔截系統承擔更重的防空任務。因為每艘航母身邊只有一艘大型綜合戰艦，所以掩護航母的防空網存在很大的漏洞。也就是說，航母很有可能遭到攻擊。即便四艘航母的末段攔截能力都很強，其他戰艦也有可能遭到攻擊。
相對而言，美軍犯的最為嚴重的錯誤，還是在機群編組方式上。
需要為此負責的不是飛行員，而是弗倫奇本人。
在安排攻擊行動的時候，弗倫奇首先讓護航戰鬥機出發，然後才是攜帶反艦導彈與反艦制導炸彈的攻擊機。
這下，問題出來了。
正常情況下，護航戰鬥機的作戰載荷不會超過兩噸，而攻擊機的作戰載荷在兩噸到四噸之間。結果就是，在巡航飛行階段，護航戰鬥機的速度比攻擊機快一些，因此將一直在攻擊機前方。
為了使護航戰鬥機與攻擊機群有效配合，在安排攻擊任務的時候，一般都得讓攻擊機首先出發，然後再出動護航戰鬥機。如果得首先出動護航戰鬥機，就得讓護航戰鬥機減慢飛行速度。
可惜的是，美軍機群裡的護航戰鬥機沒有減速。
結果就是，主力編隊開始攔截反艦導彈的時候，攜帶反艦制導炸彈的美軍攻擊機群還沒有進入主力編隊的區域防空網。
雖然只相差了幾十秒，但是在快節奏的現代化戰爭中，幾十秒足以改變結局。
以當時的情況來看，如果第二批美軍攻擊機跟隨反艦導彈逼近主力編隊，攻擊結果肯定會截然不同。要知道，在大型綜合戰艦攔截反艦導彈的時候，很難對超低空突防的攻擊機進行攔截。由此產生的結果就是，在大型綜合戰艦攔截完反艦導彈的時候，美軍攻擊機已經到達了投彈距離。
結果可想而知，四艘大型綜合戰艦根本無法應付同時到達的兩波攻擊。
只要美軍飛行員有足夠的決心，就算不能全殲主力編隊，也有很大的把握重創主力編隊裡的四艘航母。
實戰已經證明，美軍飛行員有足夠的決心。
這個時候，主力編隊犯的一個錯誤，起到了至關重要的作用。
緊急升空的防空戰鬥機沒有去攔截超低空突防的攻擊機群，或者說根本沒有發現超低空突防的攻擊機群，而是把第二批到達的護航戰鬥機當成了攻擊機群。這也可以理解，因為誰也沒有想到美軍會讓半數戰鬥機執行護航任務。結果就是，在發現了第二批護航戰鬥機的時候，連牧浩洋都認為，這是執行攻擊任務的美軍戰鬥機。即便已經有預警機發現了從超低空突防的美軍機群，也得首先攔截從高空突防的「攻擊機」。原因很簡單，反艦制導炸彈在高空投放時的投射距離是超低空投放時的三倍，即能在離目標大約六十公里處投下，而這正好在中程防空導彈的攔截區域之外。別忘了，在攔截反艦導彈的戰鬥中，四艘大型綜合戰艦基本上耗光了區域防空導彈。
結果就是，等到防空戰鬥機的飛行員發現接戰的不是攻擊機，而是攜帶著對空彈藥的護航戰鬥機時，從超低空進入的美軍攻擊機已經突破了防空網，並且分散成攻擊小組，向四支航母戰鬥群發起衝擊。
戰鬥進入到了最後階段。
在這生死攸關的時刻，主力編隊既有幸運的地方，又有不幸的地方。
幸運的是，每支航母戰鬥群裡，還有一艘對地打擊型的大型綜合戰艦，而且都呆在離航母不到五公里的地方，充當航母的貼身保鏢，能夠用性能強大的末段攔截系統掩護航母，起到了防空屏障的作用。
不幸的是，四支航母戰鬥群是分散活動的，沒有聚集到一起。原因就是，在出動艦載戰鬥機的時候，航母需要較大的活動範圍，所以分散成了以各自為中心的戰鬥群，間隔距離在二十公里以上。
毫無疑問，四支航母戰鬥群聚集在一起，肯定要比分散活動更難對付。
要知道，只要四艘航母呆在一起，八艘大型綜合戰艦就能提供全方位的防空掩護，而且在敵機來襲方向有重合區域，而四艘航母分散活動，兩艘大型綜合戰艦最多只能在二百四十度方向上提供防空掩護。事實上，防空配置的大型綜合戰艦離航母較遠，所以只有一艘大型綜合戰艦在航母附近，只能在敵機來襲方向上，提供大約一百二十度的防空掩護區域，無法做到面面俱到。
因為在二十多分鐘前，主力編隊已經轉為向東航行，而美軍機群從南面進入，所以首先遭到攻擊的不是打頭陣的「泰山」號航母戰鬥群，而是為於編隊中央的「華山」號與「恆山」號航母戰鬥群。
至少有三分之二的美軍攻擊機衝向這兩艘航母。
剩下的三分之一的美軍攻擊機中，只有十來架朝「泰山」號殺來，剩下的二十多架全部撲向了編隊末尾的「嵩山」號航母戰鬥群。
此時，編隊防空已經沒有用了，只能看末段攔截系統的作戰能力。
說得簡單一點，就是攻擊方的火力是否強大到足以刺穿防禦方的反導攔截屏障，或者說防禦方的反導攔截能力是否強大到頂住攻擊方的打擊。
南面戰場上，美國太平洋艦隊的處境也極為凶險。
雖然有理由相信，弗倫奇曾經有過放棄攻擊中國艦隊主力編隊的想法，讓攻擊機群去幹掉威脅極大的偵察編隊，但是在三點十五分，隨著「星座」號航母中彈，弗倫奇根本沒有發出這道命令。
以當時的情況來看，弗倫奇也沒有可能改變作戰部署。
原因很簡單，到三點十五分的時候，美軍的第二批攻擊機已經在攻擊主力編隊，根本沒有辦法撤出來。
對弗倫奇來說，希望完全寄托在了返航的偵察機上。
問題是，中國海軍的偵察機也在源源不斷的趕來，而且雙方的偵察機都攜帶了必要的對空彈藥，執行的是「武裝偵察任務」。
三點三十分，美軍艦隊再次遭到炮擊。
這次，倒霉的是「薩拉托加」號航母戰鬥群。在三分鐘的炮擊中，偵察編隊裡的四艘大型綜合戰艦進行了六次短促急射，投射了一千七百多枚大口徑炮彈，重點打擊了包括「薩拉托加」號航母、兩艘防空巡洋艦與三艘多用途驅逐艦在內的六艘戰艦，並且再次取得了極為顯著的戰果。
炮擊結束的時候，「薩拉托加」號沒有沉沒，也沒有沉沒的危險，只是航母由三十三節降到了二十七節。更要命的是，因為有數十枚炮彈擊穿了飛行甲板，在機庫內爆炸，在航母上引發了大火，所以要想滅火，就得進一步降低航速。如果保持二十七節的速度，大火遲早會失去控制。
減速？顯然不大現實。
弗倫奇非常清楚，偵察編隊的速度是四十五節，本來就比美軍艦隊快，如果因為「薩拉托加」號減速，艦隊就別想逃走了。
三點三十八分，弗倫奇命令「薩拉托加」號航母戰鬥群脫離編隊。
當時，兩艘巡洋艦與三艘多用途驅逐艦已經沉沒、或者正在沉沒，所以弗倫奇留下了三艘反潛驅逐艦掩護「薩拉托加」號。
必須承認，弗倫奇在這個時候已經打算拋棄「薩拉托加」號。
準確的說，他讓「薩拉托加」號脫離編隊，就是希望用這艘注定要完蛋的航母吸引偵察編隊的火力，讓其他航母戰鬥群順利逃脫。
可以說，弗倫奇對當時的戰場情況有極為清楚的認識。
偵察編隊能夠構成威脅，必須具備一個前提條件，即偵察機提供的戰場信息。只要能夠驅逐偵察機、或者是避開偵察機、或者是等到偵察機返航，偵察編隊就無法弄清楚美軍艦隊的情況，也就無法構成威脅。
毫無疑問，那些偵察機不可能一直跟在美軍艦隊後面。
弗倫奇要做的，就是頂住短時間的猛烈打擊，帶著更多的戰艦返航，因此不得不犧牲部分戰艦。
到三點四十分，弗倫奇已經收到了攻擊機群的戰報。
雖然不是很理想，但是至少重創了三艘中國航母，而且其中兩艘很有可能沉沒，因此他已達到戰役目的。
換句話說，只要大部分美軍戰艦能夠撤離戰場，美軍就是這場海戰的勝利者。
問題是，有這麼容易撤走嗎？
當時，牧浩洋派出了數十架偵察機。只要有一架偵察機逼近到離美軍艦隊三百公里的地方，就能用雷達鎖定美軍戰艦，在數秒鐘之內為偵察編隊提供炮擊參數，而美軍根本不可能在如此短的時間內擊落偵察機。
三點四十三分，偵察編隊進行了第四輪炮擊。
這次，倒霉的是「埃塞克斯」號航母戰鬥群。在三分鐘的炮擊中，四艘大型綜合戰艦再次用一千七百多枚大口徑炮彈，重點打擊了航母、巡洋艦與多用途驅逐艦，使該航母戰鬥群喪失了作戰能力。
弗倫奇沒有遲疑，讓「埃塞克斯」號航母戰鬥群也脫離了編隊。
到此，已有三艘美國航母喪失作戰能力。
弗倫奇沒有放棄，依然在與時間賽跑。
到三點四十五分的時候，已有近三十架偵察機返回，有能力把防空範圍擴大到三百公里以上了。
只是，問題仍然存在。
在艦隊遭受炮擊的時候，預警機全部轉移規避。更重要的是，美軍艦隊在轉為向南航行的時候，是各自轉向的，因為之前位於最前方的航母戰鬥群，此時位於最後方，結果遭到重創的三艘航母都位於編隊後方。由此產生的影響就是，這三支航母戰鬥群上方的預警機都飛走了。
對於攔截偵察機來說，僅有戰鬥機肯定不夠。
在防空戰艦無法派上用場的時候，預警機就是唯一的指揮平台了。
在弗倫奇忙著調整防空部署的時候，偵察編隊發動了第五次炮擊。
在三點四十四分到四十七分之間，「大黃蜂」號航母戰鬥群成了重點打擊對象，六艘主力戰艦遭到了上千枚炮彈集中打擊。
局勢繼續惡化，弗倫奇的情緒也跌到了谷底。
照這個速度發展下去，四點半之前，美軍艦隊就將徹底喪失作戰能力。
當然，弗倫奇並不知道，偵察編隊的打擊能力也快到頂了。不是偵察機沒有提供戰場信息，而是四艘大型綜合戰艦上的炮彈快用光了。連續五輪炮擊，偵察編隊總共投擲了近八千枚炮彈，而當時四艘大型綜合戰艦上，總共也就只有一萬二千枚增程炮彈，即剩下的炮彈還能進行兩次齊射。接下來，只有把距離縮短到八百公里以內，偵察編隊才能讓大口徑電磁炮繼續發威。
三點五十二分，第六輪炮擊開始。
這次，倒霉的是「突擊者」號航母，以及兩艘巡洋艦與三艘多用途驅逐艦。
炮火打擊同樣猛烈，而弗倫奇也做出了同樣的安排，讓速度達不到三十三節的航母戰鬥群脫離編隊。
這個時候，美軍的預警機也返回了戰場。
在預警機的引導下，返航的美軍偵察機不顧所剩無幾的燃油，把防空攔截範圍擴大到了三百五十公里。
只是，美軍的行動依然慢了半拍。
四點剛過，偵察編隊進行了第七次炮火打擊，目標是「尼米茲」號航母戰鬥群裡的六艘大型戰艦。
炮擊結束時，美軍艦隊裡只剩下了「列剋星敦」號、「肯尼迪」號與「華盛頓」號航母戰鬥群還沒遭到打擊，能夠保持三十三節的速度，另外六支航母戰鬥群中，除了沒有遭到炮擊的反潛驅逐艦，其餘戰艦要麼已經沉沒，要麼跟不上艦隊的速度。按照弗倫奇的命令，這些航母戰鬥群全部單獨撤離。
根據戰後公佈的資料，在四點過的時候，偵察編隊派出了十多架傾斜旋轉翼飛機。
原因很簡單，主力編隊出動的偵察機要麼已被美軍擊落，要麼正在返航，再也無法為炮擊編隊提供戰場信息了。
只是，這些傾斜旋轉翼飛機沒有到達美軍艦隊上空，而是在起飛後不久，被返航的美軍戰鬥機擊落。受美軍戰鬥機威脅，偵察編隊暫時停止了炮擊。只是，偵察編隊沒有減速，仍然以四十五節的速度向南追擊。
當然，偵察編隊停止炮擊的主要原因，還是用光了增程炮彈。
雖然當時雙方的距離已經縮短到了九百公里左右，但是普通炮彈的最大射程只有八百公里。以雙方的速度差，至少要到三個小時後，偵察編隊才能追上那些減速的美軍戰艦，再次進行炮擊。
顯然，沒有減速的美軍戰艦不會留下來等死。
更重要的是，三個小時足夠發生很多事情了。
別忘了，美軍艦隊向南轉向後，正好在牧浩洋派出的潛艇群的航線上，而在戰鬥爆發的時候，位於編隊前方的四十艘全電動潛艇就在美軍艦隊南面兩百多公里處，這些潛艇顯然不會空手而歸。
只是，弗倫奇也絕非庸碌之輩。
四點二十分，在最後一輪炮擊結束快二十分鐘後，弗倫奇猛然意識到，偵察編隊的炮火打擊已經結束了。
雖然弗倫奇還不知道具體情況，但是有一點非常肯定，即偵察編隊的速度比美軍艦隊快得多。事實上，當時返航的美軍戰鬥機沒有攻擊偵察編隊，因為沒有合適的彈藥，但是帶回來了至關重要的戰場信息，即偵察編隊保持了四十五節的最高速度，預計在五個小時後與美軍艦隊的距離就能縮短到八百公里。
這下，弗倫奇才想到，中國海軍獲得了射程超過八百公里的大口徑電磁炮炮彈。
偵察編隊沒有繼續開火，一是偵察機被驅逐，二是遠程炮彈用光了。而偵察編隊沒有放棄追擊，表明還有足夠多的普通炮彈。也就是說，只要讓偵察編隊追上，美軍艦隊就將死無葬身之地。
四點半，弗倫奇再次下令轉向。
緊接著，他向遭到炮擊後被迫減速的六支航母戰鬥群下達了命令，讓每支航母戰鬥群只留下一艘反潛驅逐艦掩護受傷的航母撤退，另外兩艘驅逐艦切最短航線，即向東南航行，與艦隊會合。
可以說，這道命令十分及時。
更重要的是，弗倫奇這種壯士斷臂的決定，最終拯救了美軍艦隊，或者說拯救了三艘還沒有完全喪失作戰能力的航母。
要知道，殺回來的中國潛艇離美軍艦隊已經不到五十公里了。
在接下來的戰鬥中，弗倫奇的戰術部署，產生了不可替代的重大價值。