在獲取美軍航母的確切位置之后，終于輪到翔鶴號和瑞鶴號開始忙碌了，按照草鹿龍之介計算，機動艦隊當前距敵艦隊只有590公里，雙方距離仍在進一步縮短，完全處于艦載機正常打擊范圍內。基于上述判斷，9：03分冢原連下三道命令：
第一，4艘航母攻擊機群立即全部放飛，已準備妥當的隼鷹、天鷹攻擊機群快速起飛；第二，誘餌艦隊直掩機回歸機動艦隊快速加油，然后協同艦隊直掩機為攻擊機群護航；第三，抽回炮擊艦隊直掩機，轉而為機動艦隊護航。
這時候就看出當初冢原讓隼鷹、天鷹準備好攻擊機群的重要性了——他們快速起飛后，正好能空出甲板為12架即將飛回的bf219提供燃油補給而不至于干擾瑞鶴、翔鶴的起飛作業，從整體時間而言基本可保持同步。為確保攻擊機群有足夠的航程，地勤給he218掛上了機翼小油箱，將其最大航程延長到1400公里以上。
在遠處的炮擊艦隊上，看到頭頂掩護的戰斗機忽然飛走，草鹿任一愣住了：“怎么回事，換防戰斗機還沒來，他們怎能先走？”
堀悌吉想了想后笑道：“不用想了，冢原要進攻了。”
“進攻？離那么老遠去進攻？美軍航母不是說在太子港東南方向么？那兒離機動艦隊還遠著呢。”
水偵搜集的情報是各艦隊共享的，草鹿任一根據常理推斷，認為機動艦隊與美軍航母編隊距離在800公里以上，他雖然很想動手，但覺得實在遠了些，正想問冢原打算怎么辦，草鹿龍之介的電報已經來了。
“機動艦隊報告：準備進攻敵航母編隊，本艦隊目前距炮擊艦隊500公里，距誘餌艦隊約240公里。”
“什么？”草鹿任一大吃一驚，一口老血差點噴出來，“怎么這么近？難道他早上一直待在遠處不動？不不不不！就算是他待著不動我們也不會離他這么近。”
堀悌吉嘆了口氣：“別猜了，他調頭了，而且不是剛調頭，已有好一會了……”
“這……”草鹿任一瞪圓了眼睛，“他瘋了？昨天的作戰計劃可不是這么匯報的，他只說自己盡量跑出去，然后用戰斗機掩護炮擊編隊安全。”
堀悌吉苦笑道：“是我不好，是我樹立了壞榜樣：我繞過軍令部進行獨斷，冢原繞過我進行獨斷，哎……事到如今只有自食其果。”
“長官……這怎么辦？讓他趕緊再調頭？”
“由他去吧，他既然敢這么做，一定有他的把握。”看完海圖后，堀悌吉似乎并未因此而動怒，反而不住地點頭，“嗯，膽大心細，不失為一步好棋，就看運氣如何了……”
9:30分，機動艦隊攻擊機群集結完畢，淵田美津雄率總架數高達180架的編隊浩浩蕩蕩向西北方向襲去，其中包括bf219戰斗機32架，he218俯沖轟炸機78架（有飛行機組從巴拿馬守軍中逃脫后，冢原動用后備機恢復到了該數目），ju98魚雷攻擊機70架。從構成情況來看，攻擊機群力量足夠強大，但護航戰斗機數量偏少。
時間一分一秒地過去，9:40、9:50，一直等到10：05，孤零零和2艘驅逐艦一起在外圍擔任瞭望任務的羽黑號重巡洋艦仍未報告有任何敵機群襲來，預先埋伏在指定空域的戰斗機編隊同樣匯報平安無事。
草鹿龍之介又著急起來了：按常理推斷，美軍7點鐘左右獲取本方艦隊位置，應當立即著擊，假設7點半有關攻擊機群放飛完畢，到現在為止已過了2個半小時，怎么遲遲不到？要不是在機動艦隊外圍護航的最上號重巡洋艦等軍艦報告無任何發現，他幾乎都要懷疑策略失敗，敵人已直接沖本艦隊來了。
他不知道他等美國機群等得心焦，另一邊的弗萊徹和考克斯在列克星敦號上同樣等得心焦：艦載機編隊按指定時間抵達與波多黎各陸航匯合的x點，結果壓根就沒看到對方的影子，然后陸航也為找不到艦載機編隊而苦惱——陸航導航員果然在海上迷路了，雙方電報你來我往、毫無頭緒，急得弗萊徹都差點要下令兩支編隊單獨進攻，總算考慮到軸心艦隊防空機群強大而不想再次變成添油戰術，最后兩邊整整耽誤15分鐘才集合完畢，彼此顧不得相互埋怨就一同向軸心艦隊襲來。
10:08，機群注意到了海面上孤零零的羽黑號重巡洋艦和2艘驅逐艦，這讓美軍機群興奮起來了，帶隊的亨利中校對此不屑一顧——他可不想在這幾條小蝦米上浪費寶貴的時間，而是直接將電報發到第二攻擊波，讓他們等會“順手”在前進過程中干掉這幾艘巡洋艦和驅逐艦。他的想法很好：這200多架飛機壓過去后，軸心航母編隊估計剩不了多少軍艦，留點目標讓后面的弟兄進攻也不錯，好歹也是條重巡洋艦。
抵達預定作戰海域z點后，這支龐大的機群沒有任何發現，亨利中校心態依然很平和：剛才耽誤了一段時間，再加上飛行過程中機群與敵艦隊速度差的緣故，他認定軸心艦隊肯定利用這段時間前進或轉向，于是將200多架的大編隊分成3個6、70架的小編隊，分散尋找敵艦隊動向。
搜索5分鐘后，亨利所在的中路編隊尚未有任何發現，只聽耳朵里傳來一陣驚呼聲：“一大群敵機朝我撲來……”定睛一看，一大波敵機從高空直奔本方左翼，數量似乎超過60架。
亨利對此沒有驚慌，出發前考克斯就交代對方可能還有五六十架戰斗機的規模，見到軸心戰斗機主動迎戰且數量符合認知后，他感到非常高興：這說明敵航母編隊近在眼前，否則這些戰斗機死命撲過來干什么？
“f6f、p47盡可能纏住敵機，攻擊機群跟我前進，不要擅自脫離編隊……”(