布鲁尔少校率领首批战斗机前去迎敌。他一马当先，把一架日本轰炸机打得爆炸开花，接着又打断另一架轰炸机的机翼。不久，他甩掉一架零式战斗机的跟踪，并将其击落，片刻后，又击落１架零式战斗机。其他航空母舰的泼妇战斗机也赶来参战。它们迅猛地冲入日本机群，将２５架日本飞机打得翻滚落海。其余日本飞机拚命冲向美国航空母舰，但与第二批美国泼妇战斗机遭遇，又有１６架日机坠入大海。只有１架日机穿过这层层防线，飞到美国“南达科他”号战列舰上空投弹，但一去就再也没有消息了。第二批日本飞机刚飞到距美国舰队６０海里的地方，便遭到从美“埃塞克斯”号航空母舰上起飞的１２架泼妇战斗机的拦击。

　　这时，从其它航空母舰上起飞的美国战斗机也迅速围上来，几分钟内就击落７０架日本飞机。第三批日本飞机弄错了坐标，只有１２架飞到战区，其中７架被击落。第四批日机飞错了方向，只有６架飞抵美国舰队上空，但没有给舰队造成损失。由于美国航空兵在数量和质量上都占有绝对优势，小泽的３６０架舰载机，仅仅几个小时就损失了近３００架，另外还有１００架驻关岛的岸基飞机被击落。

　　同时，日本舰队的“翔鹤”号、“大凤”号航空母舰也被美国潜艇击沉。美国方面被击落的飞机只有２０多架。美国人后来称这次空战为“马里亚纳的大规模火鸡射击战”。次日，美军又击沉一艘日本航空母舰，击伤其它舰只多艘，并摧毁６５架日本飞机。美方也有１００架飞机被击落或在夜间返航降落时坠毁。美国取得胜利的原因是多方面的。除了数量占优势外，还有质量方面的原因。美国利用１年多的时间，设计生产了大批新型F6F泼妇式战斗机。

　　这种飞机的爬高和俯冲能力均胜过日本的零式飞机，其武器配备更加多样，驾驶员的后部有很厚的装甲保护，前部有很厚的防弹挡风玻璃。美国飞行员有较好的素质，每人至少受过２年训练，有数百小时的飞行经验。

　　美国海空协调作战技术也比较先进。控制人员配备了新式雷达探测设备，他们指挥空中飞行员，沉着冷静地对敌机作战。

　　此外，飞机上安装了新式无线电通话设备，使地面与飞行员以及飞行员之间能清晰、及时地传递指令和答话。日本的失败具有必然性，因为日本的零式战斗机早已落后；日本飞机员缺乏飞行训练和作战经验，许多人只有几个小时的飞行记录，技术生疏；此外，设备陈旧，指挥失误也是重要原因。

　　在这次海战中，日本舰队虽然未被全歼，但其航空母舰和舰载机再次遭到毁灭性打击，从而完全失去了制海权和制空权。