1944年6月20日凌晨5时30分，美军第58特混舰队派出侦察机搜索日军舰队。尽管美军潜艇发出报告称已经发现日军舰队，但在浩瀚无际的太平洋上寻找敌军舰船，即使像航母这样的大型舰船，也无异于大海捞针，所以直到下午15时许，美军飞机才准确地探测到撤退日军的具体位置。这时候，小泽舰队距离追击他的美军航母舰队很远，几乎不在美军的攻击范围内。
布奇·沃利斯也是奉命前去搜索日军舰队的美军飞行员之一，他参加了第一轮的搜索行动，曾经一度飞离“大黄蜂”号航空母舰达350英里，然后又在一段十字交叉的航线上飞行50英里，才返回航母。为了执行搜索任务，他早在凌晨2时30分就已经起床，因此在15时，他正在铺位上打盹。在他看来，日军舰队已经逃之夭夭。
不过，到了这时，他被一阵紧急的飞行集合铃声惊醒。如果听到这个信号，所有飞行员都必须立即到达自己的战斗岗位。 他查看了电报记录，里面有一份报告，称日军舰队此时正在距离美军225英里、航向330°的位置。事实上，这个距离报告是错误的，日军其实在更远的地方。
米切尔的机会来了，他立即命令舰队对于溃逃的日军舰队发起攻击。那天下午，美军共派出200架飞机攻击日军航母，布奇驾驶的“泼妇”战斗机也是其中之一。他坐在飞机上，发动机轰鸣，随时准备起飞，他碰巧看到一个传令兵正拿着黑板站在风中，黑板上写着日军的最新位置是350英里。
轮到沃利斯起飞了，他的飞机在甲板上滑行助跑，然后腾空而起，他一直在思考：“我们如何能做到？”但是，沃利斯和每个人都清楚这是一次挫败日军野心的绝好机会。美军飞行员竭尽全力节约燃料，花了整整2小时才飞抵日军舰队上空。在此期间，他们有足够的时间去思考如何在战区上空全力作战的情况下安全返航的问题。如果他们不能保存足够的燃料，那么十有八九将不得不在暗夜里迫降在海上，将获救的希望寄托在己方先头舰队的身上。
这种想法一直萦绕在他们的脑海里，他们甚至无暇思考日军可能发起的反击。鱼雷轰炸机的飞行员和导航员都相信自己不可能再回到己方航母上，俯冲轰炸机驾驶员也认为作战形势非常严峻。
战斗机飞行员则认为在混战中，只要不消耗太多的燃料，或者不进行缠斗，他们也许能够成功返航。但问题是这些战斗机上挂载有炸弹，增加了飞行重量，加之空气阻力，势必造成燃油的浪费。不过，对于美军飞行员来说，他们每个人都想亲自对日军航母发起攻击，即便他们几乎或完全没有轰炸经验。当他们盘旋在空中时，每个人的脑海里都在问一个问题：下面真的是敌军的准确位置吗？我们还会因为搜寻这个位置浪费燃料吗？
飞行在18000英尺的高空，阳光照射在飞机机身上，闪闪发光。沃利斯向前看去是一大堆的积云，在积云的下面，他看到了似乎正在调转航向的船舰。这正是日军舰队，他们正在迎风掉头，准备起飞战斗机。美军机群指挥官意识到日军可能发现了他们的行踪，于是中止了无线电静默，开始发布作战指令。
沃利斯回忆：“我们维持飞行高度，避免撞见日军的‘零’式战斗机，然后稍作盘旋后直接俯冲下去，因为那样可以增加准确度……不需要计算倾斜距离和攻击角度了……我看到下方升腾起一个个巨大的火球……一簇簇的紫色、绿色和薰衣草颜色……然后，我突然意识到，如果被其中任何一簇火球击中，我这辈子就完了……”
日军与美盟军队不同，他们的炮弹中填充了五彩缤纷的火药，这些色彩会分散美国飞行员的注意力，也会降低他们对敌军战斗力的准确判断，误认为日军的高射炮火不足为惧。对于缺乏轰炸日军航母经验的飞行员来说，日军战舰甲板上的不同标志又是一个容易产生错觉的地方。如今，日军舰队的生死高度依赖于防空炮火，因为此时小泽的手中，仅仅剩下35架战斗机可以使用了。
俯冲轰炸存在一个问题，那就是飞行员看不见他们投射的炸弹是否击中了目标。他们投射炸弹后，必须立刻扳起控制杆，为自己预留足够的高度，高于袭击目标，这样才能翻转机身，使机首朝上。俯冲的角度越倾斜，需要爬升越高，然后飞走——这对于经验不足的飞行员来说又是一个危险，特别是在越来越暗的光线中操作飞机。
在完成攻击任务后，美军飞机需要集结起来一起返回航空母舰。这是因为，战斗机需要鱼雷轰炸机和俯冲轰炸机上的导航员的引导。正当沃利斯驾机准备加入主力机群时，突然遭到一架“零”式战斗机的突袭，他调转机头准备将其击落时，编队指挥官却命令他赶紧加入编队。当然，美军飞行员对于这次战斗的印象之一就是日军战斗机的数量很少。有美国飞行员回忆说，日军战斗机在防御上也是非常松散，甚至各自为战。
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