對於美軍的優勢，相當聰明能幹的小澤治三郎也是心知肚明。為此，他設想了一種被他稱為“超航程戰法”的戰術。其實質就是與美軍艦隊接觸時日軍的航空母艦將不會過於靠近美軍艦隊，而是充分利用日本作戰飛機在航程上的優勢，躲在美軍艦載機作戰半徑以外放飛飛機發起攻擊。飛機攻擊結束後將不會返回母艦降落，而是繼續飛行到日軍控製下的關島、塞班島、提尼安島等陸上基地補彈加油。然後再從陸上基地起飛發起新一輪攻擊。然後再返回母艦。純粹從理論上看，小澤的新戰術還是可能有點用處的。唯一的問題是，這一招就算是當年的機動部隊都沒玩過，以現在的小澤的飛行員的本事，這種戰術似乎太難了點。
6月19日清晨，小澤艦隊進入距離馬裏亞納群島約300海裏的攻擊陣位。128架作戰飛機從小澤中將直接指揮的3艘大型航母上飛上天空。就在此時，一枚魚雷擊中了日本海軍最新銳的航空母艦大鳳號。
日機的攻擊也是倒黴至極。在技術嫻熟的美軍艦上引導官的指揮下，先進的F6F戰鬥機在距離艦隊90公裏以外就能準確無誤的抓住日本人的尾巴。就在日軍司令部人員滿懷期待的等待著攻擊機群勝利的電訊時，美軍飛行員卻正在用點50口徑的機槍將一架又一架的日本飛機撕成碎片。勉強躲過地獄貓的追殺之後，日機又迎頭撞上了采用了新型無線電近炸引信的127毫米高炮的彈雨。然後又是博福斯40毫米炮和厄利空20毫米炮所織成的密集火網。無線電中滿是興奮不已的美國飛行員的大呼小叫聲。激戰中，一名來自第16艦載戰鬥機中隊的F6F戰鬥機飛行員得意的驚呼：“這不就像是過去的射火雞遊戲嗎。”自此，這場美日兩軍規模最大的航母對決也就獲得了“馬裏亞納獵火雞”的綽號。F6F地獄貓戰鬥機自然也就成為當之無愧的第一號火雞射手。
在全天的空戰中，小澤艦隊共放飛了326架飛機，在空戰中就損失了多達201架。此時的小澤艦隊隻剩下了102架飛機。加上基地航空隊的損失，全天日軍共損失了約350架飛機。另有大鳳和瑞鶴兩艘寶貴的大型航空母艦成為美國潛艇的獵物。日本人這一天當真是流年不利。
6月20日，兩軍再戰疆場。在全天的大多數時間裏麵，雙方的艦隊都在苦苦尋找對方的蹤跡。一直到當天下午，雙方的偵察機才幾乎在同時發現了對方。接到報告後，小澤便把手頭能用幾架飛機放飛出去然後馬上加速掉頭閃人。美國人來的也不慢，放飛了216架艦載機追殺小澤艦隊。
小澤的最後攻擊因為沒有發現目標無疾而終。美國人的攻擊也在小澤殘存的零戰和艦隊防空炮火的拚命阻擊下效力並不是很明顯。18架零戰被擊落，美國人也損失了20架飛機。不過由於天時已晚加上美國海軍航空隊不怎麼喜歡魚雷攻擊機，雖有多艘航母被擊中，但隻有飛鷹傷勢沉重失去了機動能力後被美軍潛艇擊沉。
隨著夜幕的降臨，日本帝國海軍機動艦隊最後一次真正的出擊到此結束。到下一次出擊時，小澤的機動艦隊就已經淪為誘餌的角色，唯一的使命就是吸引美國艦隊的注意力殺掉自己。
在傷痕累累的飛行甲板上，辛辛苦苦用了半年時間拚湊起來的400餘架飛機此時隻剩下了35架。3艘航空母艦、600架各種飛機在兩天的時間裏消耗幹淨，而他們全部的成績僅僅是輕傷美軍航空母艦、戰列艦和巡洋艦各兩艘。此外，在空戰中還擊落了35架美國飛機，這個成績甚至還遠不如攻擊結束返航時因為已經入夜無法著艦而不等不在海麵上迫降給美國飛機造成的損失更大。