這一次飛龍号再也沒有前面那樣的好運氣了。相對于企業号和大黃蜂号，在珊瑚海有過攻擊軍艦經驗的約克城号航母上的轟炸機表現得更出se，16架轟炸機投下了炸彈，竟然有6枚成功命中。
第一枚炸彈擊中了飛行甲闆，在上面炸了個大洞，第二枚命中了排在飛行甲闆後部正準備起飛的魚雷機，并引發了大火。第三枚穿過甲闆，摧毀了一座鍋爐（這使得軍艦的速度一下子就慢了下來），然後是第四、第五、第六。整個母艦被徹底的打癱瘓了。
在《沉沒的皇國》這樣寫道：
“這次打擊來得快去得也快。當第一枚炸彈偏出後，我還在想‘啊，他們打不中我們的。’但緊接着，一枚炸彈就在離我不遠的地方爆炸了，那時候我正在協助損管人員撲滅升降機那裏的餘火。爆炸産生的巨大的沖擊波把我直接推倒在地上。我的耳朵嗡嗡的響，好半天都不大明白。過了一會兒，我清醒了過來，發現一個人壓在我身上。我推開他，爬了起來，覺得手上滿是黏糊糊的東西，仔細一看才看到那個壓在我身上的人是損管員小松英，他的半邊腦袋都被被彈片削沒了，黏在我的手上的是他的腦漿……”
但山口和加來止男依然沒有放棄，全艦的損管人員都在努力的試圖挽救軍艦。爲了避免火勢蔓延到彈藥庫和燃油庫，加來止男命令向這兩個艙放水。彈藥庫成功的被海水淹沒了，但通向燃油庫的管線被炸彈炸壞了，以至于無法注入海水。這成了這條船最大的弱點。3個小時後，大火燃燒的熱量引發了一次爆炸，炸毀了航母的内部設施。“飛龍”号傾斜超過了15度，加來止男船長被迫下令棄船。此時是下午14點。
在甲闆上熊熊燃燒的火光中，山口多聞指揮官向即将離開被毀壞的“飛龍”号航母的800餘人說道：“我個人将全部承擔‘飛龍’和‘蒼龍’兩艘航母損失的責任。”他告訴他們：“我将在船上呆到最後。”雖然下屬們堅決的要求要讓領導先走，但他還是平靜而堅定的拒絕了他們的請求。他把自己黑se的帽子遞給副官留作紀念，并向艦隊司令南雲将軍發電報表示歉意，然後舉起一大杯水與同袍們道别。桅杆上高高飄揚的太陽旗被降了下來，小心的疊好并帶走，軍号奏起了《君之代》。天皇的畫像被虔誠地轉移到附近的一艘驅逐艦上。當船員們離開這艘戰船的時候，山口多聞向護航的野分号驅逐艦發布了他的最後一個命令：“發she魚雷擊沉‘飛龍’号。”随着火焰漸漸地包圍了艦橋，這位将軍轉向加來止男船長，平靜地說道：“這片大海多美呀，讓我們一起欣賞這美麗的大海。”事後人們對這位聯合艦隊中公認最有才華，最可能接上山本五十六的班的将軍的這種尋短見的行爲有過很多猜測，有人認爲，山口将軍在此時已經明白ri本的命運已不可改變，他不願意活下來親眼看到那一天。
野分号驅逐艦向飛龍号發she了威力巨大的93酸素魚雷，擊沉了這艘堅持到最後的航母。野分号驅逐艦不會想到，在以後的ri子裏，它會成爲整個艦隊中擊沉噸位數最高的軍艦，而它所擊沉的，絕大多數都是自己的戰艦。
從飛龍号上起飛的轟炸機群在偵察機提及的位置沒能找到美軍編隊。于是他們開始在附近搜索。此前，他們已經通過無線電得知飛龍号受到重創的消息，他們知道，自己回去也沒有可以降落的甲闆了。
時間流逝，很快到了中午12點，轟炸機群如果再不返回，他們就沒有回去的燃油了。山口在給他們命令裏，讓他們回去，在艦隊上空跳傘。但這條命令被轟炸機群的指揮官小林上尉拒絕了。他通知編隊，如果需要回去的自行回去，而他決心無論如何，要爲飛龍号報仇。
中午12點13分，小林機群在海面上發現了船隻留下的航迹，跟着航迹，不久之後，他們找到了美軍航母約克城号。
在距離約克城30英裏的地方，轟炸機編隊遭到了12架在“約克城”号上空巡邏的“野貓”戰鬥機的攻擊，雖然護航的零戰盡了全力，但是零戰的弱點又一次暴露了出來。當在雷達的引導下，占據着高度優勢的野貓們朝着轟炸機直撲過去的時候，護航的零戰火力不足的毛病暴露無遺。野貓們在以迎頭對沖的形式沖破零戰的攔截時僅僅損失了一架飛機。而一旦沖過第一輪的攔截後，憑借俯沖帶來的高速度，他們甚至可以放心大膽的放任零戰占據最緻命的6點鍾方向——反正零戰追不上來——而專注于對ri本轟炸機的攻擊。直到他們完成第一輪攻擊，重新拉起的時候，護航的零戰才又一次趕上來，努力地和野貓們糾纏在一起。但在第一輪的突襲中，那些因爲挂滿了炸彈而笨拙得像鴨子一樣的俯沖轟炸機就被擊落了4架之多，而且還有更多的轟炸機在攻擊中受傷。當然，這樣的戰果的取得還和ri本轟炸機甯死也不願意通過抛掉炸彈來增強飛行機動xing有關。
“不要和敵人戰鬥機糾纏，全力攻擊轟炸機！”美軍編隊指揮官發出了這樣的指令。野貓們頂着零戰的炮火，一心一意的向着ri本轟炸機發起一輪又一輪攻擊。編隊指揮官西斯上尉的野貓被擊中了，他的油箱開始漏油了，漏出的燃油在空中霧化後拖出了一道長長地航迹。在一般情況下，他本應撤出戰鬥。而且他此時選擇撤退，ri本人絕不會追擊，因爲他們要留下來保護轟炸機。但西斯上尉并未選擇撤退。他駕駛着受傷的戰機，繼續攻擊ri本轟炸機。一架架的戰機開始起火、燃燒、墜落。有些是美國戰鬥機，有些是ri本轟炸機。天空中有時也會突然出現一個火球，那些火球有的是某架戰機被擊中後淩空爆炸造成的，也有是ri本戰鬥機爲了保衛轟炸機而發起主動撞擊而造成的。
當最後一架野貓帶着濃煙撤出戰鬥時，ri軍已經有12架轟炸機被擊落了，護航的零戰也折損了兩架（損失的零戰全部是因爲主動撞擊）。小林上尉和他的戰友們，駕駛着剩餘的6架轟炸機，又受到美軍艦艇編隊上密集的防空炮火的攻擊，，在向航空母艦約克城号撲過去的過程中，編隊又損失了兩架轟炸機，現在編隊隻剩下4架轟炸機了。不采取特殊的攻擊方式，絕對無法給敵人以緻命的一擊了。
“諸君，九段坂再會！”小林通過無線電向他忠勇的下屬說出了這最後的一句話就駕着轟炸機直撲下去，一直俯沖到不足兩百米的高度才投下炸彈，就在炸彈落在約克城号的甲闆上爆炸的同時，他的飛機也筆直的撞擊在約克城号的飛行甲闆上，撞壞了停在上面的好幾架飛機。後面的ri本飛機（包括哪些無炸彈的零戰）也效仿他們的長官，向約克城号發起了自殺xing的攻擊。雖然艦隊的防空火力拼命攔截。但仍然又有1架飛機帶着炸彈撞上了約克城号。軍艦上燃起了漫天的大火。
1點鍾的時候，弗萊徹把他的艦旗轉移到了“阿斯托利亞”号巡洋艦上，并給尼米茲将軍發she了無線電報，要求将第十七特遣艦隊停下來保護“約克城”号航母，而放棄對斯普魯恩斯戰術上的增援。
在弗萊徹将軍離開後，約克城上的火勢倒是漸漸的被控制住了。損管部門表現得很出se，燃油庫和彈藥庫都得到了較好的保護，而且軍艦還有自行航行的動力，雖然最高速度已經隻有可憐的12節了。在第十七特遣艦隊其他艦艇的保護下，她開始向珍珠港轉進。
曆史上的約克城号就是在退卻途中又被ri本潛艇襲擊而沉沒的。但這一次，約克城倒是幸運的躲過了一劫，她最終回到了珍珠港，但卻被診斷爲損毀過于嚴重，修複至少需要一年半。而一年半之後，随着新銳艦隊航母的不斷加入，這條功勳戰艦開始退居二線，直到戰後，被改裝爲海軍紀念館。
山本在得知四艘航母全部損失的噩耗後，默然無語。在經過痛苦的思考後，他決定承認失敗。下令：“取消占領中途島的命令。”帶領着他的艦隊開始返航。
斯普魯恩斯将軍指揮企業号和大黃蜂号又進行了有限的追擊，擊沉了南雲艦隊的最上号巡洋艦，然後在黑夜來臨前向西方退卻。就這樣，一場決定向的戰役結束了。
和原先的曆史相比，戰果乍看起來沒太大區别，ri本一樣是損失了4條航母。而美軍的約克城号航母雖然沒有如曆史上那樣被擊沉，但其結果和被擊沉了也沒太大區别。但如果考慮到飛行員的損失，就大不相同了。ri軍飛行員的損失略大于原來的曆史，而美軍的損失則比原來的曆史小得多，更多的經曆了戰火的飛行員活了下來，并得以成長。這種區别所帶來的後果會随着戰争的持續而越來越明顯。