国海军已升空的战斗机，在雷达引导下，对这批日机进行了狠狠的截击，击落了其中的13架。一小时后，几架迷航的日机又飞回到了中国的航空母舰上空。这时，中国飞机正在“龙天”号航空母舰上空盘旋，准备着舰。日机刚要逃跑便被发现，中**舰迅速开火，日本飞机又被高射炮击落5架，其它的日本飞机狼狈逃跑。这次出击的日本飞机中，有18架被击落，另有11架着舰时堕入大海。高木派出的37架飞机只有8架安全返航。更为要命的是，“龙天”号航空母舰的雷达发现有飞机在东面约30海里处进行盘旋飞行，准备着舰。这等于明白的告诉中国海军的指挥官，日本航空母舰就在附近。
据这些返航的日本飞行员报告，中国航空母舰就在附近，相距不过50到60海里。于是，交战双方的指挥官都已知道了对方的大概位置，并曾审慎地考虑过以水面舰艇实施夜间攻击，但都没有付诸实施，这是因为交战就近在咫尺，双方都怕削弱自己的警戒兵力。这样，马里亚纳海战的主要战斗就延到下一天进行。其实，中日两军舰队之间的距离，比双方指挥官的估计要大一些。据战后调查，两军的实际距离将近100海里。
迄今为止，中日两军同在马里亚纳海域行动达两天之久，而且有两次接近到100海里以内，但都未直接交火。8月17日晚，双方指挥官都感到敌人就在眼前，种种迹象表明，第二天必将进行决战。夜间，张起帆指挥其编队首先向南，尔后向西进行规避；与此同时，高木舰队则向北航进。对两军的指挥官来说，胜负取决于18日早晨能否先于敌人查明对方的位置。双方都在凌晨派出侦察机进行搜索，8时刚过，双方侦察机几乎同时发现了对方。
8月18日的战斗是在对中国海军相当不利的条件下进行的。中国海军有航空母舰3艘，飞机121架、高木有82架飞机，他背后的南云有125架，中国海军在轰炸机方面占有优势，日本海军则在战斗机和鱼雷机方面占有优势。
（四百八十八）中日航母的“第一次亲密接触”
日军的飞行员实战经验丰富，这是他们占有优势的地方。张起帆编队彻夜向南航行，离开了风雨交加的海面，8日已进入天气晴朗的海域。而日军舰队仍然在风雨交加的海域活动，当时云笼雾罩的天气使日军舰队难被发现。这次海战实际上是双方航空母舰编队同时发起的一场战斗。9时至9时25分，中国航空母舰的突击机群先后出击。“龙天”号航空母舰第一批起飞的飞机为36架：2架战斗机掩护21架俯冲轰炸机，4架战斗机掩护9架鱼雷机。10时30分许，俯冲轰炸机群率先发现日本航空母舰。日军舰队以疏开队形航行，并有警戒舰只护航。就在飞行员们借助云层的掩护等待鱼雷机到来的时候，“瑞鹤”号航空母舰已消失在暴风雨之中。于是，“翔鹤”号成了中国飞机的唯一攻击目标。
当中国鱼雷机接敌时，俯冲轰炸机已开始了俯冲。两支攻击机群配合默契，但战果甚微。由于中国的鱼雷机航速相对较低，容易规避，倒是俯冲轰炸机的攻击卓有成效，击中“翔鹤”号航空母舰两颗炸弹。“飞卫”号轻型航空母舰的突击机群比“龙天”号的晚出动10分钟，其中有12架俯冲轰炸机未能发现目标，只有11架鱼雷机和4架侦察轰炸机发现了日军。中国飞行员投射的鱼雷还是没有能够命中，仍然是俯冲轰炸机对已经中了两颗炸弹的“翔鹤”号再次命中了一颗炸弹。这3颗炸弹就使“翔鹤”号航空母舰失去了作战能力。由于该舰飞行甲板损坏，已不能收容飞机，高木下令其脱离编队返航。
几乎在中国海军的飞机起飞的同时，日军也有70架攻击机和20架战斗机离舰。这些日本飞机离中**舰还有70海里的时候，就被中国海军的雷达发现。但是在双方攻击之前，中国海军只有3架战