4點45分，第一攻擊波在南云部隊上空編好了隊，在升高四千米后，朝南東方向飛去。.
在他們離目標大約一百五十海里的時候，被一架中華偵察機飛機發現。這架偵查機沒有被盟軍察覺，一直跟蹤到離馬里亞納群島不到三十海里的地方，然后升到盟軍飛機上空投了一顆降落傘照明彈，向早巳在空中防備盟軍飛機的中方戰機報警。
中華戰斗機看到照明彈后，立即前去攔擊盟軍艦隊。
接著，從6點45分到7點10分，雙方展開了一場激烈的空戰。在曰本人的眼中，烈風戰斗機顯示了它的戰術“優越姓”，成功地“擊退”了中華機的挑戰。
由于菅波大尉率領的戰斗機的“有力”掩護，盟軍方四十六架水平轟炸機和四十六架俯沖轟炸機，全部安全飛達目標上空。營波成功地阻截了中華戰斗機，使盟軍轟炸機未遭到一彈的射擊，這在太平洋戰爭中幾乎是無雙的事。
這時，小川海軍大尉率領俯沖轟炸機隊，穿過中華高射炮的猛烈火網，從超低空投下了所攜帶的二百五十公斤炸彈。
與此同時，十二架水平轟炸機在三千五百米高空用八百公斤炸彈集中轟炸了東島機場的跑道。其余轟炸機炸毀了東島和塞班的機庫及其他地面設施。
由于沒有能做到出中華不意，這次攻擊的效果大大削弱了。充分作好準備的中華已經把島上的全部飛機派到上空，有的是去攔擊和進攻，其余的則只是為了躲避。
友永的轟炸機隊發現機場上沒有飛機，就襲擊了機庫，很容易就把它們摧毀了。它還襲擊了機場跑道。但是，破壞空機庫是沒有多大意義的，而這么幾架飛機要把跑道真正摧毀也是辦不到的。
如果盟軍此刻有鉆地類的航彈，那中華會短時間無法利用這個機場。只不過，中華早就知道盟軍的武器水平，這樣的攻擊，工兵部隊不用半個小時，就可以恢復如初。
友永海軍大尉清楚地意識到這次攻擊的主要目的是殲滅馬里亞納群島上的中華航空兵力，既然第一波的攻擊顯然沒有達到這個目的，友永認為必須再次進攻以便在中華機返回馬里亞納群島時殲滅它們。因此，他在飛機返航的時候發出無線電報告：
“需要進行第二次攻擊。時間7點正。”
在第一波攻擊中，曰方飛機所受到的損失是微不足道的。只有十三架水平轟炸機和二十一架俯沖轟炸機被中華方高射炮火擊落，還有十二架戰斗機沒有返航。
這在以往的交戰中，是很少出現的。
其實在盟軍各兵種中，最害怕的莫過于空軍。中華的戰機已經被傳頌為魔鬼一路，每一次的飛行任務，總有許多人無法回來。許多盟軍飛行員，不管是戰斗機飛行員，還是轟炸機機組人員，可謂只談之色變。
一想到，在茫茫大海上空，突然遭遇中華空軍的場景，真的可以說得上，令人不寒而栗。
不知道從何時開始，空軍，已經變成一種死亡率最高的兵種。這是中華參戰后，悄然發生的改變。
曰本陸軍航空兵，早已青黃不接，就海軍航空兵算好些，許多精銳的老飛行還在，戰斗力還在。
美國目前雖然還沒有面臨缺乏飛行員的糗境，但是隨著那些飛行時間長的飛行員逐漸陣亡，整體的戰斗力，依然處于逐漸下滑狀態。特別是上次，偷襲中華本土之后，能回來的飛行員，十不存一。就算那些跳傘的飛行員，也基本上回不來，從他們落下的一瞬間開始，他們就是中華的俘虜了。
今天，這場空中遭遇戰，讓那些盟軍飛行員看到了和傳聞中，不一樣的中華空軍。似忽，完全沒有傳聞的那么變態。中華的戰機，速度和機動也不是沒有辦法追得上。
然而，并沒有人去真正的關注一點，一百多架艦載機，除了自己一方有三十多架被擊落，其實是零戰績。
臨戰的緊張，死亡的壓力下，生存下來的盟軍飛行員，基本忽略了這一點。
或許，對很多人來說，能夠安全回到航母上，就是最大的勝利。忽略其他的情況，也不算太意外。
戰后出版的中華報道證明，馬里亞納群島的守備部隊早有戒備，并在等待迎擊。
據后來的記述，大約在5點20分，一架中華方巡邏轟炸機已經發現盟軍航空母艦隊，并以無線電向馬里亞納群島報告了情況。另一架巡邏轟炸機在離馬里亞納群島一百五十海里處發現了盟軍航空隊，并隨后跟蹤。馬里亞納群島的雷達站也發現了這支航空隊，并監視著它向馬里亞納群島接近。
6點過后不久，島上的飛機都已起飛，跑道上空空如也。中方戰斗機迅速升高，以便居高臨下，攻擊盟軍飛機。島上的所有高射炮群都充分戒備。
當那架中華巡邏轟炸機在離馬里亞納群島三十海里處投下照明彈，照亮了來攻的飛機的時候，中華單人截擊任務的戰機立即從五千英尺的有利高度俯沖攻擊。
正如盟軍所猜想的，馬里亞納群島的地面設施實際上所受到的損壞是很不嚴重的。曰本從來沒有變過的“小氣”，到現在依然沒有改變。對厚重的水泥跑道和油庫、彈藥防御力，那些兩百多公斤的航彈，根本沒有絲毫的用處。
再者，按照中華軍方制定的標準，沒有一定鉆地能力的航彈，也基本上無法撼動高危地帶的機場設施。
在赤城號上，空襲馬里亞納群島的攻擊部隊出發后，人們焦急地等待著空襲馬里亞納群島的消息，同時還等待著預計中華方馬上就要進行的反擊。盟軍沒等多久，后一件事就發生了。
先是一聲“空襲警報!”
接著，便聽到截擊機起飛時刺耳的轟鳴聲。
戰斗機起飛后的突然平靜被高射炮咚咚的射擊聲打破了。
當天空中充斥著照明彈的時候，不少人才隱約看到艦隊上空劃過的黑影。此刻，除了兩艘美國的重巡洋艦上面的防空火力依然在開火之外，其他的防空炮火除了警戒外，都停了下來。
因為天空中的中華飛機，并沒有俯沖下來，高度讓這些曰本老式防空火炮，失去了作用。除了美國重巡洋艦上面的防空炮，那些曰本巡洋艦和驅逐艦上面的防空炮，根本夠不到。
“這架中華飛機用很狡猾的方法躲開了我們戰斗機、最初是在南面大約四千米上空發現它的。那個飛行員直飛到艦隊的上空，好象要飛過來投彈，等我們的戰斗機上去和它接觸，它已向東穿入云層中去了。最初以為它已放棄了接觸，但它又回來了。因為有云，我方戰斗機沒能咬住它。現在看來，這架中華飛機不會再回來了。”
聽著手下的匯報，南云忠一眉頭皺了起來，問道：“是什么型號的戰機。”
“天太黑，依靠照明彈也只能看到對方基本輪廓，不過中華飛機的型號就那幾款，也不難斷定，飛臨艦隊上空的是一架轟炸機，中華代號：巨靈神。”
這時，無線電監聽員報告道：“報告司令官，有一架中華飛機正在拍發一份很長的電報。電報信號十分的強烈，距離我們很近，截聽得很清楚。可以確定是剛剛那架轟炸機發出的，只不過電報的內容我們無法破譯，中華又更換新的密電代碼。”
顯然那架巨靈神并沒有走遠，就在附近。這一定是那架巨靈神發報報告自己的位置。
想到這里，南云忠一便十分的煩躁。
可以預見，如果中華方面決定摧毀自己的艦隊，按照中華空軍的速度，不會超過兩個小時，這里必然會有大量的中華戰機云集。問題只是中華用什么來進攻，還要等多久。
5點35分，半小時前起飛的阿拉斯加號的搜索機中的一架，發來電報報告在四十海里外發現了一架中華水上飛機正飛向盟軍航空母艦。這架中華飛機可能就是剛才發現盟軍的那架水上飛機又回來重新接觸，或者是另外一架為同一目的飛來的中華機。
赤城號艦橋上所有的眼睛都望著水天線；但是，過了好幾分鐘也沒有看到飛機。
5點42分，艦橋了望哨突然喊道：“中華轟炸機一架，右舷90°，高低角50°。在云上，有時能看到!”每個人都凝視著這個方向。飛行 大喊道：“就在那兒!很高，超過四千米。”
不需要命令，那些時刻待在戰機里面的飛行員，立刻出發，幾架烈風艦載機立即從赤城號上起飛，去追擊入侵者。
此后一個小時內，不斷報告發現有個別中華飛機和不明機型的小股中華機來和盟軍軍接觸。
5點55分，阿拉斯加號的一架搜索機報告說，有十五架中華飛機向艦隊飛來，而且是清一色的噴氣式戰斗機。
南云部隊立即命令，全艦隊極速航行，航速增加到二十八節。
6點43分，阿拉斯加號發現三架飛機，隨即開始施放煙幕進行掩蔽，以防攻擊。
不過，也很快不少人發現異樣，因為在這段時間內，沒有中華機來攻，所以，有些發現中華敵情的報告一定是錯了，或者把盟軍自己在上空巡邏的戰斗機誤認為是中華機。
但是，有一點沒有假，中華轟炸機無疑是在形影不離地跟蹤盟軍，并且為了避開盟軍的追擊而巧妙地在云層中時出時沒。對中華轟炸機的航程，不少人很難受的發現，對方完全可以跟著自己一兩個小時沒有絲毫問題。
這些頑固的中華飛機一會兒在右舷出現，一會兒又在左舷出現。每次出現，赤城號上負責指揮空中戰斗巡邏的指揮官忙得不可開交，不斷向盟軍方戰斗巡邏機下令追擊。好幾次，美國的卡特琳娜水上飛機前往驅趕，都沒有絲毫的用處。
中華飛行員巧妙地在云層里竄來竄去，盟軍戰斗機被開得疲憊不堪，一籌莫展。
在中華不斷監視和報告盟軍方的行動的同時，盟軍方搜索機卻還沒有發出任何關于中華太平洋艦隊的警報。
7點正，赤城號旗艦艦橋收到友永海軍大尉建議對馬里亞納群島實施第二次空襲的電報。南云部隊到這時為止還沒有遭到中華機攻擊，但是，幾乎隨后馬上就發生了中華岸基飛機的一連串空襲，這就加強了友永建議的意義，因為這些空襲向南云忠一充分證明了馬里亞納群島上的中華航空兵力并沒有被殲滅。
7點5分，又響起了號聲：“空襲警報!”
飛行指揮所里一雙雙眼睛都望著東南面的天空，盟軍也撐著起來張望，看到天氣非常好。大約在六千英尺上空有相當厚的云層，但空氣清澈，能見度良好。
在盟軍的環形隊形中，前衛分隊的一艘驅逐艦突然升起旗號：“發現中華機!”
這艘驅逐艦立即施放煙幕報警，并用高射炮向中華機開火。
不久，南云忠一親眼看到，在赤城號左舷20度角。有四架中華噴氣式戰斗機，向艦隊逼近。
好像是攜帶了魚雷的海軍型噴氣式戰斗機，南云忠一看得不是很清楚，無法做出判斷。在它們還沒有飛近得能讓南云忠一辨別清楚之前，四架警戒的烈風戰機已朝中華戰機猛撲過去。
然而讓人失望的是，那四架中華戰機擊落了其中三架烈風，隨后可能是感覺到戰機已經消失，便掉頭離開。距離南云艦隊，還有一小段距離。
教訓存活下來的另一架烈風，急忙返回自己的航母母艦。當飛行員顫抖的雙開座艙的時候，臉色蒼白一片，心也仿佛要跳出來，恐懼之色，十分的明顯，仿佛從地獄轉一圈回來似的。
剛剛短暫的交鋒，時間短到連一分鐘都沒有。自己的三個戰友，接連在他眼中消亡。要不是他的速度慢了一拍，恐怕也回不來。
沒有人去嘲笑他，因為所有人還沉浸在剛剛短暫的交戰畫面中。雖然沒有看得清楚，但是時間和結果已經說明了一切。
空中，其他警戒的盟軍飛機，根本沒有去追趕的意思。
然而還沒有等所有人從愣神中完全反應過來，艦橋了望哨再次喊道：“來了六架中華戰機。水天線上，右舷20度。”
南云忠一的眼睛轉向右舷的天空，果然看到六架中華戰機排成單縱隊。
看來，中華機原打算從兩側夾擊，似忽很幸運，它們沒有配合好。
不用下達命令，先是最外圍的驅逐艦，巡洋艦繼先頭的驅逐艦之后開火。
隨后，在赤城號右面，就連霧島號戰列艦也用主炮射擊中華機。但中華戰機飛得很低，繼續逼近。這時候基本上所有人都看得很清楚，這六架戰機是中華鼎鼎有名的戰鷹3陸基戰機。
中華戰機周圍到處都是高射炮彈的黑色硝煙，但沒有一架中華戰機被打落。
“天皇陛下，板載！”盟軍艦載機無線頻道中，傳來一聲怒吼聲，在赤城號的防空炮開始射擊的時候，三架烈風機冒著自己的高射炮炮火，俯沖撲向中華戰機。
這時候，六架中華戰機也進行反擊，機首兩門二十五毫米機炮，同時開火。不過，他們不是對下面的艦隊防空火力進行壓制，而是對撲來的三架烈風戰機進行攻擊。
密集的彈幕死開硝煙，傾瀉在三架烈風的前進方向中。頓時，三架烈風同時被擊中起火，栽到海里，海面上升起了高大的煙柱。
隨后六架中華戰機持續降低高度，繼續勇敢地逼近，當距離海面只有不到六十米的時候，六架戰機同時發射了魚雷。
中華戰機投雷后，就突然向右轉向飛去，只有長機從右向左在赤城號頭上掠過，差一點碰上了艦橋。它飛得很低，這是一架全身鋼制結構的飛機，龐大的機身，比烈風大出近一倍。高速卷起的尾流，將了望哨直接從上面卷落，身體直接砸在甲板上，頓時被活活摔死。
大約就在這個時候，幾條魚雷各拖著一線白色雷跡從赤城號左舷艦首不遠的地方馳過。赤城號巧妙地躲避開了，沒有中雷。艦上的每一個人都為此深深地松了一口氣。
當六架戰鷹3穿過南云特混艦隊的時候，只有三架戰機被一些彈片打中，所幸并沒有影響到最基本的飛行控制。
看到離開的中華戰機，南云忠一這時完全肯定了應當對馬里亞納群島再度攻擊。他覺得既然沒有報告附近有中華的水面兵力，便可以放心地行動了，所以，7點15分，也就是中華魚雷機攻擊剛剛結束之后，南云忠一命令已經作好攻擊中華艦準備的第二波飛機立即準備再次空襲馬里亞納群島。
這就是說，特混艦隊中，不管是哪一艘航母上已經裝好魚雷的水平轟炸機必須卸下全部魚雷，換上炸彈。已在飛行甲板上的水平轟炸機都一架架地送回到機庫，再重新裝上炸彈。飛行人員，地勤人員和軍械人員拚命地從事著這一吃力的工作。
剛歇了一會兒，南云部隊再次遭到攻擊。快到8點的時候，赤城號了望哨報告，飛龍號遭到中華轟炸機攻擊。飛龍號周圍升起了一道道黑色水柱。接著蒼龍號的四周也升起了水柱。但沒有看到黑煙，說明它們都沒有中彈。
南云忠一看了一下中華戰機識別圖，發現攻擊“蒼龍號”的中華轟炸機家族中的無冕之王——環球霸王。這是中華最巨大的轟炸機，在馬里亞納群島上，一共有十四架。
本來這十四架環球霸王轟炸機是在拂曉前從馬里亞納群島起飛的，本來是去攻擊盟軍輸送船團，但中途改變計劃，攻擊了盟軍航空母艦。每架飛機攜帶二十噸多炸彈，在二萬米高空投彈后，安全返回基地。
當然，這十四架轟炸機在兩萬米高空投彈，其命中率可想而知。所以，南云忠一的艦隊，并沒有受到損害。
不過盟軍也拿這些轟炸機沒轍，除非是出動美國的佩刀戰機，否則其他戰斗機的二十毫米機關炮要把它們打下來也基本上不可能。兩萬米的高空，整個盟軍幾十個型號的戰機中，也只有美國的佩刀有這樣的作戰高度。
海面上，特混艦隊的幾萬人，只能看著中華轟炸機投彈后，大搖大擺的離開。因為他們沒有佩刀這款艦載機，至少在南云特混編隊中沒有。
就在大約這個時候，第二攻擊波的烈風機全部起飛，加強盟軍空中戰斗巡邏。
8點正，新上去的了望哨報告，自馬里亞納群島方向飛來一股小型中華戰機。擔任警戒的前衛驅逐艦立即施放煙幕，同時向中華戰機開火。
這次，中華戰機攻擊的方法令人莫明其妙，他們飛得太高，不適于進行魚雷攻擊，又低得不適于進行俯沖轟炸。中華戰機以小角度俯沖，飛向飛龍號。一共有十六架飛機，散開得很廣。
它們遭到十多架烈風機猛烈攻擊，一架接著一架掉頭遠離艦隊防空圈。即令有半數中華戰機離開了攻擊隊列，其余中華戰機仍繼續逼近并最后投了炸彈，已經有不少人為飛龍號必定完蛋了。
但等到炸彈硝煙消散后，飛龍號仍安全無恙，還是那樣雄赳赳地繼續航進。在這次攻擊中，中華飛機并沒有使用效率很高的超低空俯沖跳彈轟炸技術。
到這時為止，盟軍遭到中華岸基飛機各種方式的攻擊(魚雷攻擊、水平轟炸和俯沖轟炸)，但盟軍仍然沒有受到損失。
不少人認為，中華飛行員的對艦攻擊技術并不高明，南云忠一和他的幕僚也是這樣評價的。
特混編隊高層普遍認為，中華的攻擊軍艦的技術不足懼。
這份戰報很快被匯報到永野修身和尼米茲的案頭上，導致曰美聯合艦隊高層判斷出現了一些錯誤。忽略了采取一些明顯必要的預防措施。如果采取了這些措施，也許能夠避免幾小時后發生的慘敗。中華岸基飛機所作的看來是徒勞無益，到頭來并非落空。
其實這并不奇怪，或許在盟軍看來，似忽毫無弱點的中華軍隊，才是最不可能的。或許，這就是中華軍隊的一個短板，一個很致命的短板。
因為以前并沒有高強度的海軍交戰來判斷這一觀點是否錯誤，所以，他們更愿意相信自己的主官判斷。
中華戰機的轟炸剛剛結束，盟軍的環形隊形中較遠的一艘驅逐艦就發出煙幕信號，報告發現更多的中華戰機。數了數差不多有一百架。驅逐艦立即向它們開火，但打了幾炮后突然停了下來。原來，這些飛機是空襲馬里亞納群島后返航的第一攻擊波。時間是8點30分。
由于中華戰機攻擊時各艦各自進行規避活動，而且航空母艦在戰斗機起飛和返航時頻頻移動，盟軍原來嚴整的航行隊形大為散開，所以很需要利用戰斗間隙收攏部隊。
但現在更迫切的是收回第一波攻擊的飛機。盟軍這時有不少老練的飛行員，即令是在緊張的戰斗情況下，在母艦上做到迅速收回也是輕而易舉的事。從航空母艦轉向頂風后只要花十五分鐘時間，全艦配備的飛機就能以高超技術降落在甲板上。
收回飛機的工作毫不遲延地開始了。各航空母艦都下令：“清理飛行甲板，準備收回飛機!”
各航母開始了緊張的作業。在“加油干”的口號鼓動下，毫無怨言的地勤人員開始以極大的勁頭清理著飛行甲板。幾分鐘后，所有航母飛行甲板已清理完畢，8點37分，信號桅上升起了一面信號旗：“開始降落!”
返航的飛機迅速地相繼降落在飛行甲板上。9點過后不久，六艘航空母艦全部收回了自己的飛機。(。)
