9月24号上午六点，海军中将哈尔西率领的特混舰队在珊瑚海与岛国舰队遭遇，双方随即展开激烈的海战。
美军特混舰队只有三艘航空母舰，两艘战列舰，十二艘巡洋舰和二十三艘驱逐舰，在实力对比中处于绝对的下风。然而，命运之神似乎更加青睐米国人――美军舰队司令用十六架携有五百磅炸弹的“无畏”式俯冲轰炸机起飞，代替侦察机来搜索太阳军舰队；太阳军舰队司令仍然墨守成规，先派出没有攻击力的侦察机侦察搜索，结果让美军抢了先机。
在天空中搜索飞行的美军轰炸机群发现了岛国航空母舰编队之后，立即冲过咆哮的零式机群，对太阳舰发动攻击。岛国航空母舰猛然掉头躲避美机攻击，同时放出浓浓的烟幕掩护自己，但是仍有两颗炸弹击中了“瑞风”号，将其飞行甲板的尾部炸了一个十几米宽的大洞。“瑞风”号舰长眼看无法回收飞机，就将舰上剩下的飞机全部升空，舰尾部拖着熊熊烈火摇摇晃晃地撤出了战斗。
此时，太阳军侦察机已经发现了美军舰队的踪迹，接到报告之后，南云马上命令七十架战斗轰炸机出击，这些出击的飞机在天空中没有看到来自米国航空母舰“大黄蜂”号上的数十架飞机，正向北飞来准备去攻击他们的航空母舰舰队。
九点整，岛国轰炸机从五千米的高空振翅俯冲下来，“萨拉托加”号和“埃塞克斯”号航母一看来者不善，急忙躲入一片雷雨区，而暴露在开阔海面上的“大黄蜂”号却成了岛国俯冲轰炸机和鱼雷机的主攻目标。一名岛国飞行员驾驶着飞机，以自杀性俯冲，笔直地朝“大黄蜂”号的飞行甲板撞来、机上所带的两枚炸弹在飞机撞穿甲板的瞬间一起炸响，舰面上爆发出一团直冲云霄的巨大火焰。几分钟后，岛国鱼雷机又从舰后低空而来，两条鱼雷命中了机舱部位，接着又有三颗炸弹穿透前甲板，卡住升降机，并在舰舱内部爆炸。
十分钟后，“大黄蜂”号变成了一座燃烧的地狱，滚滚浓烟冲天而起，爆炸声此起彼伏。救火队立即奋勇抢救，驱逐舰也赶来了，设法抛缆营救这艘已失去行驶能力的军舰。
与此同时，由“大黄蜂”号起飞的第一批攻击飞机也使太阳军的“翔鹤”号航空母舰面临着生死考验。“无畏”式俯冲轰炸机一架接着一架穿过密集的高射炮火，向该舰俯冲，四颗炸弹命中了“翔鹤”号，在一道道夺目的闪光之后，接着便是一声声惊天动地的巨响。弹着点附近的炮手被炸得血肉横飞，几架着火的飞机被炽热的气浪掀入大海。飞行甲板炸开了好几个大口子，钢板奇形怪状地向上翻卷着。不出几分钟，“翔鹤”号从船头到船尾都被吞没在熊熊烈火之中，船上的大炮也被打哑了。然而，直到美机结束攻击，这艘战舰仍然没有沉没。
随后，太阳军舰队的第二攻击波和第三攻击波相继赶到美军舰队上空，对美军的航空母舰编队发动了铺天盖地的进攻。而美军航母的战斗机群则在空中与太阳军激烈战斗，拼命阻止其对舰艇的攻击，根本无暇攻击太阳军舰艇。
最后，美军航母编队无法忍受如此残酷疯狂的连续攻击，在回收了盘旋在空中、油料即将耗尽的飞机后，便夺路而逃退出了战斗。
南云舰队则继续穷追猛打，终于将“大黄蜂”航母击沉，并重伤“萨拉托加”号，击沉驱逐舰两艘，获得了战术上的胜利。
然而，太阳军舰队的两艘航空母舰遭到重创，再也无法参战，同时也损失了大批的作战飞机和有经验的飞行员。与之形成鲜明对比的是，美军在夏威夷海战中受损的一艘航母已经修复完毕，同时还有两艘新航空母舰下水，米国凭借强大的工业实力是太平洋海域的实力对比发生根本性的改变。从珊瑚海战之后，岛国海军完全失去了与美军较量的实力，陷入被动挨打的境地，南太平洋上的太阳军只能坚守孤立的岛屿苟延残喘。