第三舰队司令哈尔西立即下令集结三支航空母舰分舰队，集中火力攻击栗田舰队。

10时27分，从“无畏号”、“卡伯特号”等航空母舰上起飞的260架飞机如蜂群般扑向日军舰队。

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“大和号”和“武藏号”这两艘巨舰成为美军飞行员的主要目标。

第一波攻击中，“妙高号”重巡洋舰首先中弹，舰尾被一枚鱼雷击中，重伤返航。

紧接着，“长门号”、“大和号”、和“武藏号”、相继被炸弹和鱼雷命中。

“武藏号”在六波攻击中承受了19枚鱼雷和17枚炸弹的打击，最终在15时沉没。

“大和号”舰首进水3000吨，被迫向舰尾注水2000吨维持舰体平衡。

“长门号”航速陡降，四门副炮无法使用。

其余舰只如“榛名号”、“金刚号”也不同程度受伤。

驱逐舰“清霜”、“滨风”和轻巡洋舰“矢矧”则因中弹被迫返航。

在美军第二次空袭中，“大和号”主炮齐射前的警报声被防空炮的轰鸣掩盖，导致主炮齐射产生的冲击波直接夺走了50余名防空炮手的生命。

由于缺乏航空掩护，栗田在15:30下令舰队暂时撤出美军航空母舰的攻击范围。

然而，栗田并未放弃，17时15分，舰队再次调头，驶向圣贝纳迪诺海峡。

与此同时，美军“普林斯顿号”航空母舰被一枚250公斤级穿甲炸弹击中，舰体燃起熊熊大火。

15时30分，弹药库发生剧烈爆炸，当场造成229人阵亡，236人受伤。

附近的“伯明翰号”巡洋舰也受到波及，400余人负伤，舰长不得不下令弃舰。

17时50分，“普林斯顿号”最终沉没。

由于美军分舰队忙于应对栗田舰队，无暇搜索北方水域。

直到16时35分，小泽治三郎率领的诱饵舰队才被美军飞机发现。

这场海战的硝烟尚未散去，双方的命运仍在波涛中起伏不定。