第一戰鬥艦隊裡，混亂狀態在下午兩點左右結束。
這個時候，顧祝同首先需要考慮的不是攻擊第31艦隊，而是設法找到已經航行了數個小時的第31艦隊。
結果就是，兩點半左右，第一戰鬥艦隊出動了偵察機。
可以說，安排這批偵察機是非常有必要的。要知道，在過去的三個多小時裡，第31艦隊能夠航行一百海里，而攻擊機群的自行搜索範圍只有幾十海里。此外，當時第一戰鬥艦隊與第31艦隊的距離在五百公里以上，即便第一戰鬥艦隊一直在向東北方向航行，距離也不大可能縮短。如此一來，攻擊機群出動之後，需要飛行五百多公里才能攻擊第31艦隊，到時候的搜索範圍還將有所降低。也就是說，如果第31艦隊轉變了航向，那麼攻擊機群就很有可能無功而返。
這個時候，顧祝同做了一件非常重要的事情。
在決定派遣偵察機的時候，田黛芳與卓宇凡都認為，不需要出動太多的偵察機，只要能夠找到第31艦隊就行了，畢竟在這幾個小時之內，第31艦隊的活動區域不會很大，只需要重點搜索這些區域。顧祝同卻不這麼認為，搜索第31艦隊很重要，可是搞清楚戰場情況更加重要。
結果就是，第一戰鬥艦隊出動了近三十架俯衝轟炸機執行偵察任務。
顯然，這比找到第31艦隊所需的偵察機多得多。
這個部署，收到了非常顯著的效果。
當時。找到第31艦隊的偵察機有三架，其中兩架在見到美軍航母之前就被擊落了，只有一架成功突破了戰鬥機的攔截線。如果按照田黛芳與卓宇凡的安排，恐怕就沒有偵察機飛到第31艦隊上空，只能確定第31艦隊所在的大致區域，然後還得讓攻擊機群在前線搜索第31艦隊。
顯然，這對攻擊第31艦隊非常有利。
更加重要的是。這架偵察機發回了一份十分詳細的偵察報告，明確提到兩艘艦隊航母的飛行甲板上各停放著十來架艦載戰鬥機，而且是新式的F-6F，而不是之前常見的F-4F，且都在做起飛準備。
由此，顧祝同做出了一個極為重要的判斷，即第31艦隊已經獲得增援。而且得到的是艦載戰鬥機。
之前，顧祝同就有過類似的推斷，即在四個小時之內，第31艦隊就能獲得來自新赫布裡底群島的增援。
這樣一來，在安排攻擊機群的時候，顧祝同就得考慮多出動一些護航戰鬥機了。
四點十五分左右，攻擊機群開始出發。
首先升空的依然是護航戰鬥機，四艘艦隊航母各出動了十二架「海鷹」，然後是俯衝轟炸機，四艘艦隊航母各出動了八架到十架「鸕茲」。最後是魚雷攻擊機，四艘艦隊航母各出動了十二架到十六架「塘鵝」。
因為有大批「鸕茲」用於偵察，所以攻擊機群中的俯衝轟炸機偏少。
當然，用將近四十架俯衝轟炸機去對付兩艘艦隊航母，哪怕這兩艘艦隊航母各得到了兩艘重巡洋艦的直接掩護，也是綽綽有餘。
更重要的是。顧祝同派出了足夠多的護航戰鬥機。
二十分鐘內。所有戰機都已升空。
此時，已經是四點四十分左右了。
大概一個小時二十分之後，也就是六點左右，攻擊機群就將追上第31艦隊。攻擊結束的時候差不多是六點三十分左右，而攻擊機群還需要花上大約一個小時。才能夠返回第一戰鬥艦隊。
也就是說，攻擊機群返航的時候，天se已經暗了下來。
這個時候，顧祝同在考慮一個非常重要的問題，即有沒有必要再出動一支攻擊機群，確保徹底幹掉第31艦隊。
如果馬上行動，下一支攻擊機群能夠在四點五十分之前出發，因此返回的時候差不多是夜間八點。關鍵就是，駕駛這些戰機的飛行員能不能在夜間降落，以及在夜間降落會不會產生危險。
顧祝同有點猶豫，畢竟這是在讓飛行員冒險，而艦隊裡最有價值的就是飛行員。
此外，還有一個極為嚴重的問題，即第一戰鬥艦隊裡沒有俯衝轟炸機了，剩下的全是魚雷攻擊機。
如果第一輪攻擊沒有收到效果，那麼讓魚雷攻擊機在傍晚發起第二次攻擊，同樣不會有好的結果。實戰早就證明，魚雷攻擊機單獨發起攻擊的成功率非常低，只有與俯衝轟炸機協同作戰，才能收到較好的戰果。
問題是，所有俯衝轟炸機都已出動，而執行偵察任務的俯衝轟炸機要到五點之後才能返回。如果等待這些俯衝轟炸機返回，那麼還需要半個小時為其裝載燃油與彈藥，發起攻擊的時間在五點半之後，到達第31艦隊上空的時間在七點左右，而此時天se已經變暗，顯然不利於攻擊。
不等待的話，攻擊效果又好不到哪裡去。
也就在這個時候，卓宇凡提出了一個建議，即用艦載戰鬥機執行轟炸任務，頂替俯衝轟炸機的角se。
「海鷹」在設計的時候就考慮過做為轟炸機使用，只是並非專業轟炸機，即沒有配備轟炸機上才有的一些設備，比如轟炸瞄準儀。在執行轟炸任務的時候，「海鷹」同樣能夠攜帶五百公斤級炸彈，且作戰半徑不低於六百公里。只是，「海鷹」適用的轟炸方式是低空水平投彈，而不是俯衝投彈。
只是，顧祝同別無選擇。
五點不到，第一戰鬥艦隊開始出動由二十架「海鷹」與三十架「塘鵝」組成的第二支攻擊機群。
二十架「海鷹」全都掛上了一枚五百公斤級航空炸彈。
這次，顧祝同沒有安排護航戰鬥機。一是他已經派不出更多的戰鬥機了，能夠在五點之前升空的「海鷹」全都掛上了炸彈。二是沒有必要安排專門的護航戰鬥機，「海鷹」在丟掉炸彈之後就能執行護航任務。
當然，最主要的還是時間。
如果讓正在巡邏的防空戰鬥機返航執行護航任務，那麼就需要花費更多的時間為這些戰機補充燃油，攻擊機群的出發時間將推遲到五點十五分之後，也就不可能趕在天se暗下來之前攻擊第31艦隊。
及時出動第二支攻擊機群，可以說是顧祝同在這場海戰中把握住的最關鍵的一個機會。
要知道，當時顧祝同並不知道第31艦隊已經在暴lu行蹤之後轉向，在原來航向上航行的只有五艘巡洋艦。
六點過，第一支攻擊機群追上了那幾艘美艦。
在分出部分轟炸機與攻擊機去攻擊巡洋艦之後，其他戰機繼續向東南方向飛行，但是並沒有發現艦隊航母。結果就是，在消耗了太多燃油，不得不返航的情況下，第一支攻擊機群裡的戰機不得不把全部彈藥用在了那五艘沒有太大價值的巡洋艦上，根本沒有對第31艦隊的航母構成威脅。
只是，這也產生了一個影響。
這就是，最先攻擊那五艘巡洋艦的二十多架戰機在投掉炸彈與魚雷之後，並沒有立即返航，而是向其他方向上展開搜索。因為拋掉了彈藥，所以這些戰機的油耗率大幅度下降，能夠飛行得更遠。
六點半左右，一架「塘鵝」發現了正在全速向東航行的第31艦隊。
雖然這架「塘鵝」的飛行員沒有看到艦隊航母，但是在被戰鬥機擊落之前，非常及時的向艦隊報告了情況。
這一消息，立即轉發給了第二支攻擊機群。
此時，第二支攻擊機群離第31艦隊只有不到兩百公里，五十架戰機立即轉向，朝第31艦隊殺了過去。
顯然，斯普魯恩斯做夢都不會想到，顧祝同會冒險在傍晚連續派出兩支攻擊機群。
要知道，這意味著這些戰機在返航的時候肯定會發生衝突，肯定有很大一部分戰機無法在日落之間降落，甚至會有一些戰機在燒光燃油之前都無法降落到航母上。道理很簡單，航母在夜間回收戰機的效率比白天低得多。
結果就是，在六點半左右，斯普魯恩斯就讓防空戰鬥機返航了。
當時，第31艦隊所在海域，大概在七點左右天黑，比第一戰鬥艦隊所在海域大概早了十分鐘。
主要就是，第31艦隊在第一戰鬥艦隊東面。
也就是說，在第二支攻擊機群即將趕到的時候，第31艦隊的防空戰鬥機正準備降落到航母上。
當時，斯普魯恩斯這麼做，也沒有多大的錯。
別忘了，在第31艦隊的護航戰鬥機裡面，大部分都是從新喀裡多尼亞飛來的F-6F，而駕駛這些戰鬥機的飛行員大多是菜鳥，有的甚至從來沒有在航母上起降過，讓他們在夜間降落，與謀殺沒什麼區別。損失幾架戰機也就算了，如果在降落中出現意外，比如撞上了航母的艦島，那就是大問題了。
防空戰鬥機還沒有完全降落到航母上，第二支攻擊機群就追上了第31艦隊。
可惜的是，依然在空中巡邏的只有不到十架F-6F，而且這些戰鬥機大多呆在艦隊防空圈的內層，也就是高射火力網的覆蓋範圍之內，而不是防空戰鬥機應該在的地方，對來襲敵機幾乎沒有威脅。
這是「倫內爾島海戰」的最後一場戰鬥，也是最為關鍵的一場戰鬥。！。