0903 时，“青叶”号发现了 12 架美国俯冲轰炸机，日军立即将队形换为防空阵型，“青叶”和“加古”号两舰在前，“古鹰”和“衣笠”在后，“涟”号驱逐舰殿后，“祥凤”位于阵型中心。随后， “祥凤”向左转舵以进行规避。由奥尔特带领的编队首先发动攻击，他的这个小队的 SBD 从 8500 米的高度向“祥凤”的后方进行俯冲，奥尔特驾驶的飞机一直俯冲到只有 600 米左右的高度时才开始投弹，“祥凤”号在美国飞机进行俯冲时使用高炮进行还击，日军后来宣称击落了首轮攻击的这个小队的 3 架飞机中的 2 架。这次攻击投下的炸弹只有一枚在“祥凤”旁边爆炸。在第一轮攻击之后，跟进的VS-5 中队的10 架SBD 从“祥凤” 的右舷位置发起攻击，这批飞机采用单机跟进队形进行俯冲，他们投下的炸弹也没有击中目标， 不过由理查德 . 富兰克林 . 尼利少尉投下的炸弹在“祥凤”号旁边爆炸冲起的水柱和爆炸的气浪将 2 架停放在“祥凤”飞行甲板上的飞机掀到了海里。在这个小队的飞机进行俯冲时，“祥凤” 号上起飞的两架 A6M 对这个小队的第三架进行俯冲的飞机进行攻击，SBD 的机枪手拼命射击将这两架战斗机击退，随后这架由约瑟夫 . 史密斯上尉驾驶的飞机投下的炸弹落在“祥凤”号的右舷之外，冲击波将 3 架飞机震到了海里。
遭到攻击中的“祥凤”号轻型航空母舰。该舰为太平洋战争中日军损失的第一艘航空母舰，也是其损失的第一艘大型舰艇。
在他们之后进行俯冲的轰炸机也都没有炸中航空母舰，其中一架飞机被攻击的 A6M 击落。由安东尼. 约瑟夫. 奎格利少尉和威廉. 爱德华. 霍尔中尉驾驶的飞机也遭到 A6M 的攻击，奎格利的飞机的操纵缆被打断，飞机的左侧机翼的副翼受损，这架飞机后来迫降在距离罗塞尔岛约 110 公里的一处环礁里，他和机枪手辗转抵达罗塞尔岛后受到当地土著的保护，最后被皇家澳大利亚海军救起。霍尔的座机被数发子弹击中，后座机枪手受伤，但是这架飞机返回了航空母舰。
在 VS-5 中队发动攻击约 5 分钟后，“列克星敦”号上的VT-2 和VB-2 两个中队也对“祥凤” 发动了协同攻击，“祥凤”号此时也紧急出动了 3 架 A5M 和 3 架 A6M 战斗机进行拦截。0918 时， VB-2 中队的 15 架飞机开始以单机跟进方式进行俯冲轰炸，虽然有一架 A6M 死死咬住俯冲轰炸机进行追击，但是这一队飞机还是顺利投弹。第一个投弹的韦尔登. 汉密尔顿上尉的炸弹击中了“祥凤”号的前部升降机，其后跟进的 SBD 声称有 4 枚炸弹命中，“祥凤”号发生了猛烈的爆炸。
遭到攻击中的“祥凤”号轻型航空母舰。
在 VB-2 的轰炸接近结束时，VT-2 中队的12 架 TBD 从距离海面只有 30 米左右的高度从日军舰队的右后方抵近，在发现这些鱼雷机后，“祥凤”紧急采用右转舵规避，但是却无法躲开美军鱼雷机的打击。这12 架鱼雷机分成两队分别从“祥凤”号的左右两舷发动攻击，多枚鱼雷击中目标， “祥凤”号失去机动能力，其船舵失灵，改为人工操舵。由于在飞机攻击中进行机动，护卫的重巡洋舰和驱逐舰之间的距离被拉开，因此使“祥凤”更易遭到攻击。
在“列克星敦”号的机群攻击之后，“约克城”号的攻击机群也抵达战场，带领这个机群的 VS-5 中队的伯奇少校从空中看到被水柱包围的这艘轻型航空母舰，于是通知 VT-5 中队的中队长约瑟夫 . 泰勒少校准备发起协同攻击，但是很快他就看到“祥凤”正迎风航行，飞行甲板上的战斗机正要起飞，于是伯奇立刻通知泰勒他要立即发动攻击，随后 VS-5 中队的 SBD 便进入俯冲。伯奇投下的炸弹击中了“祥凤”号的飞行甲板中部。其后跟进的SBD 将更多的炸弹投到了“祥凤”号上。在退出轰炸时，约翰 . 温莎 . 罗利少尉驾驶的飞机同一架日本战斗机进行了一番缠斗，当他最后摆脱这架战斗机后飞机已经落单，于是他决定飞往莫尔兹比港，但是飞机由于燃料耗尽迫降，幸好他和后座机枪手在漂流了一段时间后被当地土著救起并护送到了当地的澳大利亚部队的驻地。
VT-5 中队在俯冲轰炸机退出之后对“祥凤” 进行了攻击，当该中队退出时，看到“祥凤”已经在向右倾斜，舰上冒出浓烟。
“祥凤”号被击中 13 枚炸弹和 7 条鱼雷，对于这样一艘小型的航空母舰来讲这种打击程度是无可挽回的。该舰于 0931 时便下令弃舰，仅仅 4 分钟后它就完全沉没。舰上有 631 人阵亡，在其起飞拦截的战斗机中有 2 架 A5M 和 1 架 A6M 被击落。美军为此付出的代价是 4 架 SBD 被击落或迫降，4 人失踪。在激烈的太平洋战争中的首次航空母舰对战中，美国首先获得了击沉对方航空母舰的战果。不过这并不意味着这第一次对战就此结束，双方的主力航空母舰之间此时依旧还未相遇，鹿死谁手尚未知晓。
5月7 日这天的早上，并不是仅仅只有双方的舰载机在行动。日本海军陆基第 25 航空队也在积极进行活动。隶属于横滨航空队的 4 架H6K 自 0500 时出发，寻找美国海军航空母舰。其中只有一架找到了美国 TF17 舰队，这架飞机于0640 时发现了这支舰队并一直保持跟踪，一直到0930 时，2 架 F4F 战斗机对这架大型水上飞机进行了截击。这两架战斗机分别由理查德. 冈特. 克罗姆林海军中尉和理查德 . 赖特海军少尉驾驶， 他们在起飞后向东北方向搜寻，但是由于天气恶劣，在一段时间里只能依靠仪表飞行，当他们穿出云层后，克罗姆林发现在距离他们约 13 公里的低空有一架大型水上飞机，于是立即驾驶飞机抵近。H6K 的飞行员坂本勇大尉在发现美国战斗机靠近后紧急转向，试图进入雷雨区进行躲避。两架美国战斗机在追击过程中失散，克罗姆林向这架H6K 进行了三到四次的攻击，未能将其击落。但是坂本勇这时犯了一个严重错误，他将自己的飞机飞出了雷雨区，在飞出雷雨区会合后的两架战斗机进行了协同攻击，他们先是从其上方进行掠袭，然后克罗姆林在左，赖特在后方进行射击，H6K 在空中被击爆坠落。
在出动水上飞机之前，隶属第 25 航空队的第 4 航空队就在 0435 时派出 3 架 G4M 进行搜索。0610 时，TF17 的支援舰队中的“芝加哥”号重巡洋舰发现日军的一架 E13M 零式水上侦察机，于是这支舰队以皇家澳大利亚海军的“澳大利亚”号重巡洋舰为基准展开防空队形。0725 时，一架G4M 发现了美国舰队中的支援舰队并对其进行了跟踪。