5月7日4时许，由于已基本得知美舰队的方位，日机动编队派出12架舰载机分为6组，在180度至270度方位之间，250海里距离内搜索敌人。5时45分，向南搜索的日机报告：“发现敌航空母舰、巡洋舰各1艘”。6时至6时15分，先后从瑞鹤号起飞零式战斗机9架、轰炸机17架、鱼雷机11架，从翔鹤号起飞零式战斗机9架、轰炸机19架、鱼雷机13架。共78架日机，向所发现的目标飞去。但到达目标上空才发现并不是美军的航母编队，而是6日下午与弗莱彻本队分手的尼奥肖号油船和西姆斯号驱逐舰，两舰各放大一圈，肯定象一艘航母和一艘巡洋舰。日突击机群飞临该队上空，发现不是航空母舰，则于附近海面反复搜索两个小时，仍未找到其他目标。其中的鱼雷机未进行攻击，9时15分开始返航，而36架俯冲轰炸机则于9时26分至40分间才很不情愿地对最初发现的目标进行了攻击。牛刀杀鸡就是这种感觉，西姆斯号被击中3颗250公斤的炸弹，其中有2颗在机舱爆炸，不到60秒钟就沉没了。尼奥肖号被击中7颗炸弹，载着大火在海上飘了几天后沉没。
这时弗莱彻的美航母主力与油船分手后正在向西行驶，以期拦截日军的登陆舰队，但美舰队同样犯了同样的错误：没有发现机队部队。黎明之后两个小时，列克星敦号上的一架巡逻机发回报告“发现了两艘航母和四艘重巡洋舰”。弗莱彻以为这是日军的航母部队，则决定以其全力实施攻击。 由列克星敦号派出俯冲轰炸机28架、鱼雷机12架、战斗机10架， 由约克城号派出俯冲轰炸机25架、鱼雷机10架、战斗机8架，共计93架舰载机先后飞向目标。飞到目标后，才发现是两艘轻巡洋舰和两艘炮艇，这是日军登陆的掩护部队，由于密码错误，被夸大成一支突击部队。但美军终于发现了被夸大了的舰队中值得攻击的目标：祥凤号航母。93架美国战斗机和轰炸机经过半个小时的轮番进攻，祥凤号已中了13颗炸弹和7条鱼雷。井泽下令弃舰。几分钟后，祥凤号沉没，海面上只有一团黑烟和一片油污在珊瑚海扩散开来， 标志着日本帝国海军在这里丧失了第一艘大型舰只。
5月7日上午，美日双方攻击舰队刚好处于相互攻击范围的边缘，但双方由于技术原因而没有发现对方，相互错过了先发治人的时机。美军犯的错误更为危险，因为其出击的舰载机偏离了其主要威胁达90度以上，但美军取得的战果也更大－敲掉了一艘航母；联合舰队犯的错误很可惜，因为他们至少知道他们的主要目标大致位置。待第五航空战队想纠正错误的时候，就面临一个时间的问题：下午14时起飞，18时(日落后2小时)才能返航
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