Адмирал Фитч хотел атаковать противника ночью — бросить в бой крейсера и эсминцы. Но адмирал Флетчер запретил делать это, приказав готовить массированный воздушный удар на утро. Для этого Флетчер приказал Авианосной группе отойти на юг, чтобы увеличить расстояние до противника. Одновременно японские авианосцы повернули на север, хотя утром 8 мая они снова пошли в южном направлении. К рассвету японские авианосцы оказались примерно в 250 милях к юго-западу от Гуадалканала. Американская авианосная группа находилась в 170 милях от японцев.

Японцы следовали в районе дождевого фронта, поэтому их положение было выгоднее. «Йорктаун» и «Лексингтон» шли под безоблачным небом. Оба противника на рассвете подняли самолеты-разведчики. И японские, и американские авианосцы вскоре были обнаружены, и в 09.00 они начали поднимать ударные группы. С «Йорка» и «Лекса» взлетели 82 самолета, «Сёкаку» и «Дзуйкаку» подняли около 70 машин. Эскадрильи разошлись контркурсами, не обнаружив друг друга, и примерно в 11.00 вышли к цели.

Первыми атаковали японцев самолеты «Йорктауна», которые обрушились на «Сёкаку». Торпедоносцы «Йорка» попаданий не добились, но пикировщики всадили в японский авианосец две 1000-фн бомбы, которые разворотили полетную палубу и повредили бензопроводы. Над носовой частью авианосца взвился столб яркого пламени, дым повалил из пробоин в полетной палубе. Когда самолеты «Йорктауна» улетели, горящий «Сёкаку» беспомощно кружил на месте.

Авиагруппа «Лексингтона» столкнулась с проблемами при попытке атаковать «Дзуйкаку». Ни один из бомбардировщиков не нашел цель. Свора «Зеро» оказала яростное сопротивление, поэтому разведчики и торпедоносцы «Лекса», испытывая нехватку топлива, не смогли добиться ни одного попадания в авианосец. Но близкие разрывы причинили некоторые повреждения кораблю и убили большое количество людей из палубной команды. Авианосец был вынужден поспешно вернуться на Трук, и ремонт повреждений занял целый месяц.

Пока самолеты «Йорктауна» и «Лексингтона» разбирались с японскими авианосцами, самолеты «Сёкаку» и «Дзуйкаку» нанесли ответный визит американцам. Особенный интерес они проявили к более крупному «Лексингтону». Маневрируя с целью уклонения от атаки, «Йорктаун» и «Лексингтон» оказались на противоположных курсах и разошлись на расстояние 4 мили. Большинство крейсеров сопровождения («Астория», «Портленд» и «Честер») пошло с «Йорктауном», так же, как эсминцы «Рассел», «Фелпс», «Хамман», «Эйлуин». В результате помогать «Лексингтону» отбивать атаку остались только крейсера «Миннеаполис» и «Нью-Орлеанс» и эсминцы «Моррис», «Андерсон», «Дьюи».

Капитан 1 ранга Эллиот Бакмастер умело управлял «Йорктауном», что позволило ему остаться невредимым после 3 атак торпедоносцев. Его сопровождение вело интенсивный зенитный огонь, который вынуждал японских пилотов сбрасывать торпеды с большого расстояния. Однако пикировщики добились одного попадания. Тяжелая бомба пробила 3 палубы и взорвалась в авиационной кладовой, убив 37 человек. Несколько близких разрывов засыпали корабль осколками. После окончания налета экипажу пришлось вести тяжелую борьбу с полученными повреждениями.

«Лексингтону» повезло меньше. Несмотря на мастерское маневрирование капитана 1 ранга Ф.К. Шермана, огромный авианосец, атакованный торпедоносцами с обоих бортов, получил 2 удара в левый борт. Затем на него набросились пикировщики, которые добились 2 попаданий и нескольких близких разрывов. 1000-фн бомба попала в носовую батарею левого борта, другая взорвалась внутри дымовой трубы авианосца. Тяжело раненный «Лексингтон» все-таки сохранил ход.

Во второй половине дня аварийные партии «Лексингтона» погасили пожары и выровняли крен. На какое-то время экипаж поверил, что корабль можно спасти. Но взрывами были разорваны бензиновые магистрали, в результате чего отсеки корабля заполнились легковоспламеняемыми парами. Внезапно авианосец вздрогнул от серии мощных внутренних взрывов, и пожары вспыхнули с новой силой. Примерно в 15.00 «Лексингтон» потерял ход и остановился. Над кораблем поднялся огромный столб дыма. Давление в пожарных магистралях пропало. Но командир «Лексингтона» был полон решимости все-таки спасти корабль. Он попросил у адмирала Фитча прислать эсминцы для борьбы с пожарами.

Капитан 1 ранга Шерман вспоминал:

Эта опасность была еще более очевидна для командира и экипажа «Морриса». Стоя у борта огромного авианосца, окутанного дымом, маленький эсминец находился рядом с действующим вулканом. Тем не менее, капитан 2 ранга Джаррет и его матросы хладнокровно делали свое дело, передавая тросы на дымящуюся громадину и спокойно разговаривая с моряками авианосца, которые спускались на эсминец.

В 17.07 адмирал Фитч приказал капитану 1 ранга Шерману оставить корабль. Адмирал Кинкейд, отвечавший за спасательные работы, прислал эсминцы «Андерсон» (капитан-лейтенант Гиндер) и «Хамман» (капитан 2 ранга Тру), чтобы помочь «Моррису» забрать команду авианосца. Крейсера «Миннеаполис» и «Нью-Орлеанс» подошли ближе и стояли в готовности.

Требовалось незаурядное мастерство, чтобы маневрировать под бортом извергающегося Везувия. Вода была полна спасательными плотиками и отдельными пловцами. Моряки спускались за борт по паутине линей и тросов. Аккуратно маневрируя, эсминцы «Моррис», «Андерсон» и «Хамман» двигались с изяществом фигуристов, уклоняясь от столкновений с плотиками, горящим авианосцем и друг с другом.

В 17.20 адмирал Кинкейд приказал эсминцу «Хамман» обойти авианосец с правого борта, чтобы подобрать пловцов и плотики. Капитан 2 ранга Тру провел свой эсминец так точно, что не перевернул ни одного плотика и не затянул под винты ни одного пловца. Энсайны Т.Э. Крепски и Р.Л. Холтон, командуя шлюпками «Хаммана», подбирали офицеров и матросов из бурлящей воды.

Подобрав почти 200 человек, «Хамман», палуба которого была забита спасенными, едва успел отойти, как страшный взрыв на «Лексингтоне» засыпал эсминец горящими обломками. Осколком пробило циркуляционную помпу, и скорость «Хаммана» снизилась, но, к счастью, никто не пострадал.

Примерно в 18.00 капитан 1 ранга Шерман с несколькими оставшимися моряками последним покинул корабль. Из 3000 человек команды «Лексингтона» в бою и борьбе с пожарами и взрывами погибли 26 офицеров и 190 матросов. Насколько можно судить, ни один человек не погиб во время спасательных работ.

В 18.53 эсминец «Фелпс» (капитан-лейтенант Бек) получил приказ потопить «Лексингтон» торпедами. В покинутый авианосец были выпущены 5 торпед, 4 из них попали в горящий корпус. Примерно через час авианосец повалился на борт и затонул под аккомпанемент громких взрывов.

Бой в Коралловом море стал поворотным пунктом в войне на юге Тихого океана. Японское наступление к югу от экватора было приостановлено.

Союзникам этот бой обошелся дорого. Были потоплены авианосец «Лексингтон», эсминец «Симс», эскадренный танкер «Неошо». «Йорктаун» был тяжело поврежден, погибли 543 офицера и матроса.

Но японцы за переход границы в восточном направлении заплатили легким авианосцем «Сёхо», эсминцем «Кикуцуки» и 4 десантными баржами. «Сёкаку» был выведен из строя, «Дзуйкаку» лишился авиагруппы. Минный заградитель «Окиносима» был поврежден. Потери составили около 900 человек.

Бой в Коралловом море имел еще одно важное последствие. «Сёкаку» надолго отправился на верфь на ремонт, а «Дзуйкаку» временно остался без авиагруппы. Императорский флот лишился двух первоклассных авианосцев, которые должны были участвовать в операции у Мидуэя.

Вероятно, эта потеря и определила разницу между победой и поражением в центральной части Тихого океана, где вскоре разыгралось одно из решающих сражений войны. Эсминцам Тихоокеанского флота предстояло в нем участвовать, хотя до того они побывали в заварушке скорее забавной, чем опасной.