目睹機動艦隊的損失，眾人剛剛那股擊沉蘭利號、重創薩拉托加號的興奮勁一下子就消失得無影無蹤，江草隆繁帶眾人怏怏不樂地在尚屬完好的瑞鶴和龍鳳號上降落。
日軍航母編隊作戰體系在原來有些僵化，因電台溝通不暢，所以臨場指揮不能發揮太多，航空隊都附屬於航母，從哪艘出發就回哪艘降落，一旦有問題乾脆調整整支部隊——比如參加了珊瑚海的五航戰飛行員們就沒參加中途島戰役。
在歐洲作戰期間，由於德國提供的飛機電台十分優良，指揮更加便利的冢原毅然變更了傳統指揮體系：艦載機打通使用，要求飛行員具備在任何一艘航母上降落的能力，同時又對各艦艦長和地勤提出了快速反應要求，確保他們具備條件反射般地報出本艦載機、最大可容納能力與起飛調度能力。
上述能力培養雖然不太起眼，但今天這樣嚴峻的情況下發揮了非同一般的效果，極大地避免了混亂。
因翔鶴號傷勢過重，在草鹿龍之介強烈勸說下，翔鶴號在巡洋艦和驅逐艦保護下率先退出戰場，機動艦隊司令部轉移到瑞鶴號上。
江草隆繁報告了完整作戰經過並表示：「敵人還有一艘完整的埃塞克斯號和2艘戰列艦，還有很多巡洋艦和驅逐艦。」
冢原點點頭：「其他軍艦先放一放，這艘航母一定要幹掉它。」
草鹿任一在甲板上扯開喉嚨大喊：「儘快補充油彈，今天還要發動第四輪攻擊。」
「第三波出發了？」
「淵田美津雄帶的隊，從游擊艦隊起飛的。」源田實拍拍他的肩膀，「你好好休息一下，第四波讓村田君帶隊去。」
江草隆繁這才看到旁邊的村田重治，奇怪地問道：「你怎麼不和淵田一起走？」
後者苦笑道：「當時情況緊急，我的座機被推入海，備用機才剛剛調好……」然後就講述了剛才千鈞一髮的危機和冢原指揮若定的場面，江草隆繁也拍著額頭慶幸不已。
「你帶回來多少飛機？」
「去時總共87架，大約回來66架，有幾架可能帶傷不能再用。」江草隆繁道，「不過我沒問題，等會可以和你一起走。」
「長官讓你留下，準備替換淵田帶領第五波，不要連續作戰，要保持體力。」源田實指了指旁邊的驅逐艦，「有不少艦爆隊員落水，你把他們接上來重新組織起來，我們必須要有足夠的後備飛行員。」
就在日軍緊鑼密鼓地為返回的攻擊波和防空戰鬥機補充油彈時，埃塞克斯上的美軍地勤也使出渾身力氣進行緊急補充。
「情況不太好……」吉芬對哈爾西彙報道，「第一攻擊波回來35架，第二攻擊波回來41架，加上艦隊自身剩餘的11架防空戰鬥機，我們還有87架作戰飛機，經緊急調用後備機，埃塞克斯抽調了9架，薩拉托加抽調了6架，一共還有104架可用飛機。」
「塔拉瓦機場能用么？」
「不行，日軍已正式登陸，各軍艦艦炮對準機場方面連續轟擊，別說起飛，連露頭都不敢。」
「陸戰隊能堅守到天黑么？」
「恐怕有一定難度，但我個人保持樂觀態度。」
「留下24架防空戰鬥機，其餘80架準備發動進攻。」哈爾西看了下時鐘，「現在是13時47分，我希望到14時10分左右能放飛攻擊機群。」
「長官，不考慮撤退么？」吉芬再次建議，「敵人還有4艘航母，至少200架飛機，我們只有100架飛機和1艘航母，實力相差過於懸殊。」
尼米茨搖搖頭：「我們沒去救援澳新，又基本放棄了塔拉瓦，如果再直接撤退，恐怕對各方面都難以交代，別看日軍有4艘航母，關鍵是那艘瑞鶴號，只要打掉這艘正規航母，敵軍短期內沒有艦隊航母可用，哪怕埃塞克斯沉了都能接受。」
對如此堅定不移的決心，吉芬只能接受。
另一邊的草鹿任一也在勸說堀悌吉是否讓機動艦隊避避風頭，哪怕明天再決戰也行。
「沒有明天的決戰，今天就打完！我已下定決心，哪怕犧牲1-2艘輕航母，犧牲1艘翔鶴號也要把太平洋艦隊的航母主力幹掉。」堀悌吉目光十分堅定，「德意即將在大西洋方向發動進攻牽制美軍海軍，如果我們拼掉太平洋艦隊主力，未來6-8個月帝國海軍可在太平洋上獲得比較有利的優勢期，能確保我們在印度方向取得決定性成果。印度一丟，英國除退出戰爭別無他路，屆時美國就會陷入兩難，如果帝國此時表示高姿態與和平願望，日美媾和是有可能的。」
「高姿態？」
「比如，把菲律賓還給美國，保證澳新獨立並贊同其受美國控制，在印度實施門戶開放政策，再把澳新附近島嶼也還給美國一些……」
草鹿任一瞠目結舌：「長……長官，這麼大的讓步，各界能答應么？」
「為什麼不答應？我們拿到了印度啊。」堀悌吉語重心長地強調道，「印度對日本來說簡直就是萬世不可求的基業！英國靠著印度成為世界霸主，有這個還不滿足？還想怎麼樣？如果開戰前告訴有印度可得，舉國上下都要笑醒，還會傻乎乎和美國打仗么？」
「這當然不會，可……」草鹿任一艱難地開了口，「人的慾望無窮盡啊，東京那幫大佬捨得把吃到嘴裡的肥肉吐出來么？」
說到這堀悌吉便沉默了，半天不吭聲，最後嘆了口氣：「管不了那麼多，先把塔拉瓦拿下來吧。」
吉芬預計得很准，14時08分，埃塞克斯號開始放飛攻擊機，因為只有一艘航母執行放飛作業，速度偏慢，到14時28分總共才放飛了18架SBD和9架TBF——這已是難得的高效率。
哈爾西搖著頭：「這樣下去可不行，乾脆先組成40架左右的編隊去進攻，否則80架飛機整頓完畢，最初起飛的攻擊機油料會出現問題。」
吉芬深以為然，立即命令5分鐘後出擊。但還不到5分鐘，廣播里忽然傳出雷達室軍官令人大驚失色的聲音：「報告，有敵機群襲來，方向85度，速度215節，數量在60-70架之間。」
「為什麼敵人這麼快又能發動第二次進攻？」尼米茨和哈爾西百思不得其解，吉芬眼疾手快地下達了讓戰鬥機儘快起飛的命令，同時讓在艦隊上空整隊待命的38架攻擊機群立即向南出擊。
電光火石一瞬間，尼米茨猛然反應過來，追問道：「敵人從西面過來？」
雷達室老老實實報告：「是。」
「上一次也從西面過來？」
「上一次接近的航線角是100度，差不多也是西面。」
尼米茨和哈爾西現在全明白了：敵人一定在西半球隱藏了航母編隊，數量不多，也就一艘艦隊航母或兩艘輕型航母的規格，但就是這個被忽略的敵人射出了隱蔽而致命的一箭。
「上當了！堀悌吉這老鬼子擺了我們一道。」哈爾西憤憤地說，「他的炮擊艦隊、機動艦隊才是引誘我們上鉤的誘餌。」
不過現在明白也晚了，艦橋里眾人都是一聲長嘆。美軍艦隊只能硬著頭皮頂上，幸虧日軍這次編隊規模比上次還小一點——可見敵人損失也不小。現在輪到哈爾西體會剛才冢原的感覺了，他一面命令戰鬥機儘可能起飛，另一方面又把來不及起飛的攻擊機、彈藥、油料全部往海里推——每一個都可能成為敵人幫凶。
眼看美軍將埃塞克斯號拱衛在中心並吐出猛烈的高射炮火，淵田美津雄很有經驗地先壓一壓節奏，讓戰鬥機前出，引誘美軍戰鬥機撲過來。美國飛行員雖然知道日軍舉動不懷好意，但也只能撲過來，起碼糾纏住日軍還能為下面贏得一線生機——多一分鐘，航母就能多彈出1架飛機來。
將近50架日美戰鬥機迅速扭打成一團，淵田美津雄冷冷地帶著攻擊機在旁邊觀看，等雙方糾纏得差不多時，呼嘯一聲就如禿鷲一般撲下去。
在這輪進攻中，他果斷採用了「剝洋蔥」戰術，不追求直接進攻陣型中央、有重重保護的埃塞克斯號航母，反而先對外層護航軍艦動手，如同剝洋蔥一般，把外表皮一層層剝下來。
頭一個遭殃的是澳大利亞海軍當家花旦澳大利亞號（肯特級）重巡洋艦，前後甲板各被命中500公斤重炸彈1顆，癱在水面奄奄一息；第二個倒霉蛋是紐西蘭海軍主力利安德號（利安德級），這艘7000噸的輕巡洋艦中了2顆500公斤重磅炸彈後掙扎著沉沒了。
淵田美津雄用僅僅4組飛機，12架彗星改就報銷掉了澳新海軍一半精華，隨著敵艦隊右翼缺口大開，天山改凌空撲下，釋放魚雷，一共6條直撲埃塞克斯號而去，該艦躲過其中4條，中了1條，另一條結結實實擊中了海倫娜號（布魯克林級），這艘躲過第一次南太平洋海戰厄運的輕巡洋艦顯然沒能躲過第二次，掙扎著緩緩沉入海。