На «Тайхо» аварийно-спасательные партии приступили к работе. Торпеда снизила скорость корабля на 1 узел и вызвала несколько мелких пожаров которые тут же были потушены. «Тайхо» был построен прочно, и никто на борту авианосца не был встревожен. Но судьба корабля уже была предрешена. Неопытный командир аварийной партии запустил мощные вентиляторы, чтобы продуть отсеки, которые были заполнены парами бензина из поврежденных цистерн.
Следующей американской подводной лодкой, которая столкнулась с японскими авианосцами, была «Кавэлла». Немного раньше она два раза уже видела Первый мобильный флот. Поздно ночью 16 июня она столкнулась с группой танкеров, а утром 18 июня с нее заметили линкоры Куриты. Имея приказ сначала сообщить о любых замеченных кораблях и лишь потом атаковать, командир лодки с сожалением оба раза отказался от атаки. 19 июня в 11.52 «Кавэлла» заметила 1-ю дивизию авианосцев в 60 милях от места атаки «Альбакора». В окуляр перископа командир увидел авианосец типа «Сёкаку», 2 крейсера и эсминец. Авианосец принимал самолеты. «Кавэлла» подкралась на расстояние 1000 ярдов, точно определила, что авианосец японский, и дала залп 6 торпедами. Примерно в 12.20 в «Сёкаку» попали 3 торпеды. Японские эсминцы немедленно бросились охотиться за «Кавэллой» и в течение последующих 3 часов сбросили на нее более 100 глубинных бомб. Подводная лодка спаслась, а вот ее жертва – нет. Попадания 3 торпед заставили «Сёкаку» покинуть свое место в строю. Его топливные цистерны были разорваны взрывами, на авианосце вспыхнули многочисленные пожары. Хотя аварийная партия добилась больших успехов в борьбе с огнем, пары летучей неочищенной нефти с Борнео распространились по всему кораблю.
Эти пары создали взрывоопасную атмосферу, и вскоре после 15.00 прогремел ужасный взрыв, который разворотил корпус «Сёкаку». Пожары вспыхнули с новой силой, и корабль начал погружаться носом. Когда вода достигла полетной палубы, она хлынула в ангар через опущенный носовой элеватор. Авианосец быстро перевернулся и затонул, с него спаслись очень немногие. На «Сёкаку» погибли 1263 человека. Вместе с авианосцем пошли на дно 9 самолетов: 5 «Джуди», 2 «Джилла» и 2 «Вэла».
А вскоре затонул и «Тайхо», на котором повторилась та же история. Когда вентиляторы разогнали нефтяные пары бензина по всему кораблю, была предпринята неумелая попытка откачать разлившееся топливо за борт. Это сделало ситуацию еще более опасной. В 15.52 в ангаре прогремел ужасный взрыв. Бронированная полетная палуба была выгнута, а стены ангара просто выбиты, корпус был пробит в нескольких местах. Авианосец начал быстро тонуть. Подошли корабли прикрытия, которые сняли адмирала Одзаву вместе с его штабом и портретом императора. Они перешли сначала на эсминец, а потом на тяжелый крейсер. Когда пламя полностью охватило авианосец, была потеряна последняя возможность спасти экипаж «Тайхо». Из 2150 человек уцелели не более 500. Вместе с авианосцем затонули 13 самолетов: 5 «Зеро», 4 «Джуди», 3 «Джила» и 1 «Вэл».
После гибели «Сёкаку» и «Тайхо» у адмирала Одзавы еще оставались 7 авианосцев, на которых находились 102 самолета (44 истребителя, 17 истребителей-бомбардировщиков, 30 пикирующих бомбардировщиков, 11 торпедоносцев). Он решил отойти на северо-запад, переформировать свое соединение, заправиться с танкеров и снова атаковать 21 июня.
Успешно отбив 4 воздушные атаки, Оперативное Соединение 58 не понесло никаких потерь в кораблях и было готово нанести ответный удар японцам. Все 15 быстроходных авианосцев не имели повреждений, а их авиагруппы почти не понесли потерь.
В течение дня американскому соединению приходилось неоднократно поворачивать на восток, чтобы поднимать и принимать самолеты, двигаясь против ветра. Поэтому оно приблизилось к Марианским островам, и в 13.41 наблюдатели на авианосцах увидели на востоке землю. Адмирал Спрюэнс догадался, что японцы выслали в атаку все самолеты, какие только имели (и тут же их потеряли), и около 15.00 радировал адмиралу Митчеру, что быстроходные авианосцы могут начинать погоню. Адмирал Митчер тут же отделил Оперативную Группу 58.4 («Эссекс», «Каупенс», «Лэнгли»), которая была самой слабой, и на кораблях которой оставалось меньше всего топлива. Эта группа должна была остаться возле Марианских островов и на следующий день заправиться с танкеров. Почти 4 часа ушло на то, чтобы принять все самолеты, и лишь около 18.00 остальные 3 группы, в составе которых имелось 12 авианосцев, повернули на запад. Этим же курсом двигались 7 линкоров адмирала Ли. Американцы держали скорость 23 узла, чтобы сберечь топливо для маневрирования на следующий день. На борту авианосцев пилоты обсуждали события дня. Пиво очень способствовало приятной беседе.
Оставшийся сзади «Эссекс» поднял 4 ночных истребителя, чтобы держать под наблюдением острова Рота и Гуам. 2 «Хеллкэта» сбили над Гуамом 3 японских самолета. На рассвете Оперативная Группа 58.4 подняла ударную истребительную группу, которая снова прошла над Гуамом. Она сбила еще 18 японских самолетов и 52 самолета уничтожила на земле.