但誰也沒有想到，實際上，美國海軍中型航母列克星頓號，盡管由於被多枚魚雷和炸彈擊中後，開始產生7度橫傾，但是該艦在調整攜帶的燃油之後，又恢複了平衡，並且還可以繼續接納返航的美國飛機著艦，同時一邊派出艦載戰鬥機，進行加強航母附近的製空權。
不過最後由於大量燃油泄漏，導致美國海軍中型航母列克星頓號，艦內突然發生大爆炸，最後引起大火，火勢迅速蔓延以至無法控製，最後於下午17時左右，美國艦長下令全體艦員離艦，17時30分左右，美軍費爾普斯號驅逐艦奉命對美國中型航母列克星頓號發射5條魚雷，列克星頓號於17時56分沉沒與珊瑚海地區，而已經降落到該艦上的36架美國飛機，也隨之沉入大海，從此美國第五特混艦隊，隻剩下約克城號航母，尚有的轟炸機127架、戰鬥機32架，當時已經入夜，美軍司令弗萊切已經無意再戰，就率隊撤離了主戰場。
在這持續一天的海空戰鬥打下來，雙方可以說都是精疲力竭，據不完整統計，遠東海軍損失七艘華夏級驅逐艦，三艘百川級巡洋艦，兩艘南海大戰中繳獲的法國老式戰列艦，山東號航母因為甲板損傷過於嚴重，隻好攜帶十餘架艦載機撤出戰鬥，前往阿拉斯加州船務進行修複。
美國海軍同時損失明尼阿波利斯號、新奧爾良號2艘重巡洋艦，費爾普斯號、杜威號、法拉格特號、艾爾溫號四艘驅逐艦，而日軍最慘，損失了幾乎所有的水麵戰艦，隻剩下了最後一艘航空母艦翔鶴號，但也不是小鬼子不要命的猛攻，遠東海軍也不知至於損失了十二艘戰艦，這樣的數字直接成為遠東海軍曆史上，在海戰中損失最大的一次。
同時損失的戰機數量也不小，遠東海軍損失Z-2單翼魚雷轟炸機7架，殲-11、殲-13合計35架，而美國海軍在空戰中損失P-5、P-6戰鬥機61架，B-92轟炸機3架，日軍損失戰機27架，雙方一共損失133架各類戰機。
這樣的數據統計出來以後，自然就將珊瑚海之戰的命運畫上了注定，雖然在戰前，遠東海軍航空母艦戰鬥群，外加夏威夷基地的戰機，最多隻擁有250餘架，而日美聯軍合計550餘架，可是在幾天的硬戰打下來，美國隻剩下約克城號200架戰機和小日本翔鶴號50架戰機。
而遠東軍團還擁有200架戰機，這樣的數據可能擺在之前，日美聯軍還有一拚的想法，但是幾天打下來，他們已經知道了遠東海軍航空母艦戰鬥群的實力，再加上這場戰鬥，準確的暴露了一個問題，那就是遠東海軍可以說指哪打哪，而日美聯軍有時候，自己都覺得指揮係統很亂。
關於日美聯軍發現了他們的通信，已經被遠東軍團破解，這一點此時的遠東指揮官李東華一點也不在乎，因為在第三天的迎戰中，他已經成功的將天平打破，以後就算是沒有準確的敵情，他也能將日美聯軍打趴在珊瑚海。