中華的炸彈使赤城號不能行使旗艦的職能后，第八巡洋艦戰隊司令官洛維奇少將在他自己的旗艦阿拉斯加號重巡洋艦上就當然臨時擔起了對南云部隊的指揮。.
與此同時，第二航空母艦戰隊司令官山口多聞海軍少將接替了指揮空中作戰，因為山口海軍少將的旗艦飛龍號航空母艦，是在這次中華戰機猛烈攻擊中唯一沒有受到損傷的航空母艦。
山口少將是曰本海軍中的第一流將領。他在海軍學校畢業時，成績是全班第二名。他跟那些不能把課堂上的才能轉用到戰斗中去的高才生不同，他勇敢且富有遠見，是一位頭腦清晰而又能當機立斷的剛強的指揮官。
雖然敗局已定，但只要盟軍還保存一點戰斗力量，就必須繼續打下去。洛維奇海軍少將立即命令第十驅逐艦戰隊司令官木村進海軍少將帶領長良號輕巡洋艦和六艘驅逐艦，守衛著受傷的三艘航空母艦。南云忠一及其幕僚轉移到長良號后，長良號成了南云的旗艦。在每艘受傷的航空母艦旁邊都派有兩艘驅逐艦掩護，并準備好一旦任何軍艦必須棄艦時轉移其艦員。南云部隊的其他兵力，以飛龍號為中心，繼續逐漸北撒。
必須分秒必爭。山口海軍少將決定，馬上發動對中華航空母艦的進攻。
10點40分，由二十八架俯沖轟炸機和十六架烈風機組成的攻擊隊，在飛龍號飛行分隊長小林道雄海軍大尉帶領下起飛。小林海軍大尉一直隨同南云部隊參加了歷次作戰。
小林攻擊隊從四千米高度飛向中華艦。在飛往目標途中，他們發現中華艦載機正在返航。小林示意他的飛行員悄悄地跟蹤中華戰機。可是，有兩架護航戰斗機輕率地撲向中華魚雷轟炸機，使小林護航部隊只剩下十四架烈風。
隨后，當他們還未靠近中華航母艦隊群的時候，才無奈的發現，中華的截擊他們的戰機已經列隊完畢。
一場規模不大的空戰在雙方碰面的那一刻，便如火如荼的上演。當最終四架俯沖轟炸機好不容易穿過中華的截擊網，靠近中華航母編隊的時候。幾發升空的防空導彈，讓這四架緩慢的俯沖轟炸機連俯沖到最佳投彈高度的機會都沒有。不過，還是有四顆航彈被投了下去，剛好有一顆在編隊的其中一艘始皇大帝級航母身邊爆炸。
在這次攻擊中，包括小林的飛機在內，除了有兩架轟炸機見勢不妙，逃了回去，其他人，無一幸免。
返航的四名轟炸機飛行員只帶回了零星的報告，所悅的情況很不完整。這些報告概括起來是他們一共投了四顆炸彈，但不明命中了幾顆，或者說法不一。他們講述，擊落了大約七架戰斗機。但是，在有一點上他們是一致的，那就是一艘中華航空母艦被命中，他們看到這艘航空母艦升起了巨大煙柱。
山口海軍少將斷定，這艘航空母艦至少中了兩顆二百五十公斤炸彈，受了重傷。
這艘他們口中的航母，的確受了點傷。那顆在旁邊爆炸的炸彈，是給航母帶來了一些麻煩。但是在損管隊的努力下，這點麻煩很快就消除了。航母也沒受啥影響。
那些逃回去的俯沖轟炸機，主要的精力都放在了逃路上，根本沒有確認一下。
其實，在最初發現中華航空母艦后，南云忠一即已命令蒼龍號派它的新式高速偵察機與中華保持接觸，查明中華兵力。這架飛機隨即起飛，但一直沒有發回報告。該飛機在返航時發現蒼龍號中彈起火，因此在飛龍號甲板上降落。
飛行員被喚到山口海軍少將跟前，他向山口解釋說：“發報機發生了故障，沒能及時報告，所以盟軍急忙返航來報告，中華部隊中有一艘巨大的航空母艦，排水量估計超過八萬噸，并且使用未知動力，沒有發現煙囪。另外兩艘航母是中華的始皇大帝級!”
雖然中華方首次進攻使用的機數已經說明，中華部隊不是如前所報告的只有一艘航空母艦，但這個消息還是令人感到十分震驚。現在，飛龍號和美國的黃蜂號以及約克城號，要面對著三艘中華第一流的航空母艦，其中僅有一艘受了輕傷。而且，在這三艘航空母艦中，有一艘非常神秘的超級航母。
南云忠一感覺壓力一下子增加了不少。
山口海軍少將決定用現有的全部飛機發動第二次攻擊。他選了飛龍號飛行隊長友永丈市海軍大尉帶領編隊中僅有的四十架魚雷機和二十六架戰斗機。這是三艘航空母艦最后的力量。
友永的飛機左機翼油箱在空襲馬里亞納群島時受損，還沒來得及修理。他這架飛機的地勤人員提出了這個問題。友永只是含笑地說：“沒關系，不必擔心，左油箱讓它去吧，把另一個油箱加滿就行啦。”
地勤人員猶豫了一會兒，又問道：“好吧!但是還要不要把您的飛機推到起飛線上去”
友永一面束緊飛行服，一面泰然地回答說：“快去干吧，就要起飛啦。”就這樣，友永那架受傷的飛機被推到了起飛線。
友永的好幾個飛行員都要求跟他調換飛機，但他笑嘻嘻地拒絕了。誰都知道，友永飛機裝的油量是不夠，但誰也沒講出口。講也沒用，因為他已下了決心。
起飛準備工作于12點45分完成。六十六架飛機立即起飛，這里面有曰本的烈風，也有美國的海盜旗和地獄貓，組成編隊奔向中華艦隊。
山口海軍少將一動不動地望著飛機依序起飛，而帶隊的是一個知道自己將一去不復返的人。在場的每一個人，嚴肅靜默地站在那里，為戰爭中容不得人情的這類殘酷事情而感到沉痛。飛機一架接著一架飛離了飛行甲板，人們默默地向它們招手告別，熱淚奪眶而出。
14點26分，攻擊隊發現一艘中華航空母艦，前面約十海里處有數架護航機。友永下令他的飛行員迎上前去攻擊。護航的中華戰斗機要想攔截，但立即被盟軍方烈風和地獄貓戰斗機纏住，魚雷轟炸機速馳向那航空母艦。
14點32分，友水命令機隊散開，以便從不同方向實施攻擊。兩分鐘后，他下令攻擊。這些飛機立即從二千米下降到離海面只有一百米左右，沖向中華航空母艦。14點45分，友永隊長報告說，兩雷命中目標。一個半小時后判明，該航空母艦是屬于始皇大帝級的。
直到16點30分，幸存的盟軍飛機返回飛龍號后，大家才知道這次攻擊的更詳細情況。出發的六十六架艦載機，回來時，只有五架魚雷機和三架戰斗機返回了編隊。
飛行員報告說，一艘中華航空母艦中了一條魚雷，還重創了一艘重巡洋艦。但后來的情報說明，所謂擊中一艘重巡洋艦，實際上是一架盟軍飛機濺落在艦旁海中。據報還擊落了中華海鷹3戰斗機八架。
據戰后中方方記述，始皇大帝級航空母艦漢文帝號于14點42分左右的確遭遇了四條魚雷，但它成功地避開了向它發射的四條魚雷。漢文帝號由于遭到盟軍飛機第一次攻擊而進行緊急修理后不久，大約在14點30分，它的雷達發現盟軍飛機向它接近。漢文帝號立即起飛了六架戰斗機，企圖截擊盟軍飛機。
在離漢文帝號大約十二海里的時候，盟軍魚雷機隊遭到另外兩架戰斗機截擊，但未受損失。魚雷機隊冒著前所未見的猛烈高射炮火，向漢文帝號逼近。在四十架魚雷機中，有三十二架被高射炮火擊落，另外八架魚雷機成功地突破了中華防御彈幕。
這時，又有四架魚雷機被擊落，只有五架向漢文帝號發射了魚雷。但由于中華防空火力異常猛烈，特別是靠近艦隊最強防空區域內，也就是艦隊上空六十米到一千米。這里是中華艦隊特有防空密集陣的最強殺傷范圍之內。
那四架魚雷機雖然突破進來，但由于密集的火力，讓他們在投放魚雷的時候，根本無法做到精準。魚雷也相對很分散，難以形成大的威脅。
正如完全預料到的，友永海軍大尉的飛機沒有返航。橋本敏郎在第一攻擊波空襲馬里亞納群島寸作為觀察員和友永同乘一架飛機，但在這次攻擊中，他在另一架飛機上。他親眼看到了這位隊長殉職。他說：“他的飛機由于機尾是黃色的，所以當它沖過盟軍從來沒有見過的那樣猛烈的高射炮火時，可以看得很清楚，他投了魚雷，過了一會兒，他的飛機也粉碎了，在那樣猛烈的炮火前，對這艘航空母艦進攻就等于自殺姓的撞擊。”
飛龍號、黃蜂號、約克城號的飛機在馬里亞納群島海戰中對中華軍艦發動的第二次攻擊，也是盟軍人在第一場遭遇戰中發動的最后一次攻擊，到此就告結束。參加攻擊的飛行員和聽取飛行員報告的山口海軍少將都認為，第一次和第二次擊中的目標是不同的，因此有兩艘中華航空母艦遭到了致命的損傷。實際上，這兩次攻擊的目標都是漢文帝號。漢文帝號在遭到第一次攻擊后被迅速修復，所以，友永魚雷機隊把它當作另外一艘沒有受創的航空母艦了。
南云特混艦隊發動三次空中進攻后(包括空襲馬里亞納群島)，它的飛機已損失殆盡。當友永機隊最后一架飛機于16點30分在航空母艦甲板上降落時，飛龍號的飛機只剩下了六架戰斗機、五架俯沖轟炸機和四架魚雷機。
從拂曉開始投入殊死戰斗的飛行員已經精疲力竭，艦員們也一樣十分疲勞。當飛龍號的飛機攻擊中華的時候，飛龍號自己也成了中華一再猛烈攻擊的目標。從曰出時開始，飛龍號、黃蜂號和約克城號遭到了七十九架中華戰機攻擊，雖然他們總共成功地躲避了二十六條魚雷和大約五十顆炸彈，但還是有二十顆航彈命中了目標。
兩艘一萬多噸的航母，黃蜂號和約克城號，失去了戰斗力。當驅逐艦救起上面的美國水兵后，這兩艘航母，也沉沒在自己的魚雷之下。
盡管剩下的航空兵力少得可憐和人員疲于奔命，山口海軍少將仍然決定要回擊。但他知道，再進行白晝攻擊不可能成功，所以決定黃昏時作一次最后努力，那時他的為數不多的飛機有更大的可能沖進去給中華以一次有力的打擊。
17點前不久，戰斗暫停下來，利用了這個空隙時間給仍然處于戰斗警報狀態的艦員們開飯。人們狼吞虎咽地吃著香甜可口的年糕團。即便在這短短的間歇寸間里，還得盡量利用剩下的六架戰斗機在上空保持著戰斗巡邏。汁劃在黃昏時實施攻擊的準備工作也在進行。為了要找到據認為中華僅有的那艘航空母艦的所在地點，山口海軍少將決定派一架高速偵察機進行搜索。
17點3分，偵察機剛要起飛，了望哨喊道：“中華俯沖轟炸機就在頭上了!”中華戰機是從南西背陽方向飛來的，加以飛龍號沒有雷達，所以盟軍未能及時發現中華戰機接近。十三架中華戰機集中向飛龍號猛攻。
飛龍號的高射炮立即開火。加來艦長下令：“右滿舵!”飛龍號動作笨重地向右猛轉，適時地避開了投下來的頭三顆炸彈。
但是，更多的中華戰機接著俯沖下來。最后投中了四顆炸彈，立即引起大火和爆炸。巨大的黑色煙柱騰空而起，飛龍號的航速開始減低下來。
四顆炸彈全部擊中艦橋附近，艦橋上的玻璃窗全被震得粉碎。前部升降機的艙面甲板炸得朝上翻卷，完全擋住了指揮區的視線。大火在飛行甲板上裝好炸彈的飛機間蔓延，堵死了通往機艙的所有通道。在甲板下處于絕境的人們繼續上作，直到被濃煙烈火所壓倒。
當南云特混編隊這最后一艘航空母艦中彈負傷時，中華戰機也開始把注意力轉到警戒艦上。
在16點49分，榛名號戰列艦就已遭到四架水平轟炸機攻擊，17點7分，又遭到兩架俯沖轟炸機攻擊。但炸彈都沒有命中，榛名號完好無損。18點26分，榛名號又躲開了中華岸基轟炸機的攻擊。阿拉斯加號重巡洋艦在17點20分遭到三架俯沖轟炸機攻擊，17點28分，又遭到九架俯沖轟炸機攻擊，然后，18點18分，遭到三架岸基轟炸機攻擊，但都未擊中。夏威夷號重巡洋艦在17點32分遭到九架俯沖轟炸機攻擊，17點45分，遭到一架俯沖轟炸機攻擊，18點10分，遭到三架岸基轟炸機攻擊，但也都避開了。
21點23分，飛龍號最后完全失去航速，開始傾斜，由于不斷進水，傾斜到十五度。滅火泵受損已不能使用了，舵機也是如此。后來修好了一架滅火泵，拚命地用它來滅火。就在這當中，飛龍號又遭到幾架巨靈神轟炸機高空水平攻擊，但未中彈。
兩次企圖進入機艙的拼死努力都失敗了。最后，到情況已很明顯無法拯救這艘軍艦時，山口海軍少將通過風云號驅逐艦向南云忠一報告，他已命令飛龍號艦員棄艦。
11月11曰2點30分，山口海軍少將指示加末艦長，召集全體艦員到艙面集合。山口海軍少將對集合在甲板上的大約八百名能應召前來的艦員最后訓話說：
“我身為這個航空母艦戰隊司令官，對飛龍號和蒼龍號的損失負全部責任。我將與本艦共存亡。我命令你們全體離艦，繼續為天皇陛下效忠。”
山口海軍少將的幕僚請求跟他一起留在艦上，但被山口堅決拒絕了。他們只好忍痛向停在一旁的風云號驅逐艦轉移。臨別前，他們從就在身旁的一個淡水桶里倒了一杯淡水，山口海軍少將同他的幕僚用這杯水黯然飲別。首席參謀伊藤海軍中佐問他，是否有什么遺言要托付給他。山口說，沒有，隨手把他的黑色戰斗帽遞給了伊藤，作為紀念品。山口把伊藤帶著的一塊布要過來以便把自己綁在艦橋上，這樣就確保可以同飛龍號一起沉到海底。
加來艦長決意要留下來，因此他懇求山口司令官離艦。山口會心地笑了一笑，但搖了搖頭堅決拒絕了加來的請求。一輪皎月照耀在殘破的航空母艦的甲板上，這兩位指揮官跟他們的部下訣別了。
5點10分，夕云號向飛龍號發射了魚雷，在一陣震耳欲聾的爆炸聲后，這艘龐大的航空母艦開始下沉。
東方剛剛開始發白，5點40分，蒙大拿號收到特混編隊的報告稱，飛龍號已被擊沉。但一小時二十分鐘后，派到東面尋找南云部隊的馬里亞納群島號輕型航空母艦的一架偵察機發現，飛龍號仍然漂在水上。這架飛機報告說，它看到飛龍號上還有人，并對這艘仍然冒著煙的被棄軍艦拍了幾張照片。
永野修身和尼米茲接到這個消息后轉給南云，命令他核實，并盡一切努力援救活著的人。南云忠一立即派谷風號驅逐艦執行這個任務，并派一架長良號旗艦的水上飛機協助尋找飛龍號。但是，再也看不到飛龍號了 根據戰后中華資料，現在知道飛龍號一直到8點20分左右才沉沒。甲板上的那些人是機艙人員。驅逐艦發射的魚雷恰好把下面甲板炸開一條出路，奇跡般地使這些人從船的下層逃了出來。飛龍號沉沒后，他們漂在水上，后來被一艘中華軍艦帶走。飛龍號在這次最后作戰中，除自愿與艦共存亡的兩位指揮官外，一共有四百一十六名艦員喪生。
其實華麗也只是想把更加清晰的戰場情況帶給大家，戰爭，哎……
現在接近凌晨四點，華麗的眼皮已經不堪負重了。距離七點還有三個小時，發完趕緊睡覺。(。)