日本航空母艦距離美艦隊400多海裏，魚雷機和俯衝轟炸機無法去攻擊它們，隻好在非作戰海域上空待機。幾分鍾內，140架“惡婦”式戰鬥機與80架“惡婦”式戰鬥機會合後，去迎擊日機群。
雙方機群在距離美航母艦隊約90海裏的上空相遇。
“惡婦”式戰鬥機群向下方的69架日機俯衝。日機像樹葉一樣地向下墜落，共有42架日機被擊落。日機無法靠近美航空母艦，美軍隻損失了1架戰鬥機。
半小時後，“惡婦”式戰鬥機攔截第二批128架日機。所有的“惡婦”式戰鬥機都參加了空戰。隻有20架日機衝過“惡婦”式戰鬥機的封鎖，大部隊被戰列艦擊落了。6架“彗星”艦載俯衝轟炸機攻擊“黃蜂”號和“邦克山”號航空母艦，僅造成輕傷。此次空戰中，隻有15架日機返航。
小澤海軍中將並不知道日軍損失重大，又出動了49架飛機，有一半飛機沒有找到美艦隊。另一半日機遭到“惡婦”式戰鬥機的圍攻，被擊落7架，剩下的飛機攻擊美國航空母艦，但沒有造成損失。
小澤又出動82架飛機，結果沒有被擊落的9架日機飛向關島。
午前，“棘鰭”號潛艇鑽入日本艦隊，向“翔鶴”號航空母艦發射3枚魚雷。3個小時後，“翔鶴”號沉沒。
不久，“大風”號加油管路因魚雷爆炸受損後，不斷冒出的汽油蒸氣引發了大火，把裝甲飛行甲板炸開大洞，隨後沉沒。
這次交鋒，美軍潛艇擊沉兩艘日航空母艦，美戰鬥機擊落373架日機。美機損失了23架飛機。
6月20日黃昏前，美偵察機又發現了日艦隊。米切爾進退兩難，根據飛機油箱的儲油量，不一定能在夜裏回到航空母艦，飛行員隻有少數人能摸黑降落。若等到天亮再進攻，會失去攻擊日艦隊的機會。
很快，米切爾下令起飛，116架飛機從10艘航空母艦飛走了。日落時，美機群發現了日艦隊。
小澤拚湊了75架飛機，但它們擋不住美機。日艦隊的兩艘油船受到重創，“飛鷹”號航空母艦中了魚雷後起火沉沒。“瑞鶴”號、“隼鷹”號和“千代田”號受創，65架飛機被擊毀。
隻有少數美軍飛行員在黑暗的飛行甲板上安全降落，多數飛行員認不出哪些是航空母艦，哪些是軍艦。一些飛機被迫在海上迫降。米切爾承擔艦隊亮燈後引來日軍潛艇的巨大危險，下令：“開燈！”
航空母艦上燈火輝煌，軍艦不斷地發射信號彈，飛機在航空母艦上降落了。在水上和航空母艦上降落時，美軍損失了近百架飛機，但飛行員大多數得救了。
菲律賓海戰的勝利，使馬裏亞納群島的主要島嶼上的日軍完全與外界隔絕。不管塞班、提尼安島和關島的日軍如何頑強，孤立無援的日軍注定要滅亡的。
§§附錄