Японская атака на TF-17 дала неплохие результаты. Торпедированный «Lexington» вскоре затонул, а «Yorktown» надолго встал в ремонт. На обратном пути японцам снова пришлось прорываться через дальнее заграждение. Несколько машин вступило в бой с американскими пикировщиками, продолжавшими кружить на небольшой высоте. К северу от TF-17 три F4F Альберта Ворза и еще два истребителя из VF-42 попытались перехватить японцев. Ведомый Ворза, лейтенант Лион Хейнз заявил вероятную победу над «Kate», а ведомый МакКормака Уолт Хаас попал под огонь своей же зенитной артиллерии, а затем его загнали в облака японские истребители. Вынырнув из облаков, Хаас увидел одиночный «Val» и сбил его. Затем его атаковал «Zero», Хаас принял бой и заявил вторую победу. Тем временем в районе эскадры продолжался бой. Восемь истребителей Борриза плюс два F4F из VF-4 вертели карусель с пятью или шестью А6М2. Пилоты с авианосца «Lexington» заявили две победы, которые не получили подтверждения. При этом американцы сами понесли потери. Звено Джима Флэтли вело бой с девятью «Zero», но с лучшим результатом — никто из пилотов звена не погиб. Заметив, что SBD оказались в тяжелом положении, Флэтли спикировал и попытался отогнать одного «Zero». Оставшиеся без командира американские истребители рассыпали строй. Один из пилотов — Дик Кроммелин — завязал бой с четырьмя «Zero». Кроммелин заявил две победы, но и его самолет начал терять масло. Щадя мотор, Кроммелин сбросил обороты и повернул к авианосцу. Двигатель заклинило неподалеку от авианосца «Lexington», Кроммелину пришлось садиться на воду и ждать спасательной команды с ближайшего эсминца.
На полпути между противостоящими эскадрами Билл Вуллен и Джонни Адам заметили одиночный торпедоносец B5N2 «Kate». Американцы начали снижение, намереваясь взять японца в клещи. Сержант Гтот Цугуо заложил вираж и начал набирать высоту, пытаясь уйти в облака. Но американцы сумели удержаться у него на хвосте. Раздался взрыв, и все три члена экипажа скрылись вместе с самолетом в волнах Тихого океана.
На этом собственно бой закончился. Команда «Лексингтона» продолжала бороться за свой корабль. В 15:30 когда, казалось, что авианосец удастся спасти, взорвались пары бензина, вытекавшего из прорванных трубопроводов. К вечеру корабль затонул, унося с собой на дно 33 самолета, в том числе 9 F4F. На «Йорктауне» собрались 13 боеспособных истребителей, в том числе шесть из VL-2 с затонувшего «Лексингтона».