袭击历时将近半个小时,造成了严重损失。关于关岛战役的最初战报没有透露损失和伤亡情况。曰本飞机刚一走远,海军陆战队航空兵司令就发出一份电报:“命令战斗机着陆。按队分头加油。第五队先降。”两架飞机按照命令在机场跑道上着陆,滑行到机库前,机库已被炸得粉碎,大火熊熊。23架“云雀”飞机有15架失踪,有7架遭重创,东一架西一架地瘫在地上。同曰本人进攻机群的遭遇战是在离关岛35公里的上空进行的。后来听说,防空部队和“云雀”战斗机共击落曰本飞机50多架。在力量对比悬殊的情况下,这样的战绩是相当可观的。这时,人们都钻出掩体收拾死伤的防空部队士兵。仓库被炸毁了,遍地是罐头香烟。人们先紧着急需的做些修补。关岛的驻防官兵一边忙着打扫废墟,一边不安地看着完好无损的机场跑道。曰本人轰炸其他设施,想压制地面炮火,断绝关岛飞机的一切供给,但对这些修复费力的机场跑道,他们却格外小心,一点也没动,因为他们打算以后自己使用。
从关岛起飞的飞机先后于8时10分,8时11分,8时30分和8时34分攻击曰本舰队,大约相差一刻钟或半小时。四个机群相继从关岛起飞了。第10机群是六架“天鲛”鱼雷飞机,由李华林中尉指挥。第二机群是陆军的15架“快刀”轰炸机,由王威中校指挥。第三机群是4架“天袭”战术攻击机,每架携带一枚鱼雷,由林兰成上尉带队,第四机群是16架“天鲛”俯冲轰炸机,由徐德林海军中校带队,还有由霍万里海军中校指挥的11架“天鲛”俯冲轰炸机。
李华林率领的6架鱼雷飞机首先赶到目标上空。沈鸿烈命令要击中曰本航空母舰。曰本航空母舰在航行中有一群战斗机保护,而且周围簇拥着巡洋舰和驱逐舰。鱼雷飞机下降到60米,勇敢的开始了攻击。但曰本战斗机很多,5架鱼雷飞机都被击落了。其中有两架还没有来得及发射鱼雷。曰本飞行员和他们的敌手一样,作战非常勇猛,一直飞到自己舰队炮火的射界之内追击鱼雷飞机。
中国陆军的四架“快刀”轰炸机赶到攻击目标时,鱼雷飞机的攻击已经结束了。“烈风”战斗机向他们猛扑过来。林兰成下令俯冲,投掷各机携带的鱼雷。他自己在距离为七百米,高度是70米时,朝一艘航空母舰发射了鱼雷。机队副队长莫云升中尉也跟着投了鱼雷。这两架鱼雷飞机转到航空母舰的船头,穿过密集的弹雨,几乎垂直向上飞去。林兰成的飞机起落架被打碎了,莫云升的后机枪手被打死,飞机发动机起火。另一架“快刀”栽进了大海。遭受攻击的航空母舰被击中了,它向右来了个大转弯。这艘航空母舰是“葛城”号。曰本舰队的队形开始乱了。
几分钟过后,徐德林中校率领的16架“天鲛”俯冲轰炸机出现在空中。这个飞行大队有10名飞行员是一个星期前才参加飞行大队的,他们对俯冲轰炸几乎一窍不通。为此,徐德林决定用“下滑”轰炸代替俯冲轰炸。机队划了个大圈爬上高空。“在攻击前的几分钟,我数了一下,有六十三艘军舰”,一个飞行员讲述道:“高射炮向我们开炮,打得很准,与此同时,一大群‘烈风’战斗机也向我们围攻过来。我简直都要吓死了……”徐德林正要下滑的时候,他的飞机中弹坠落了。王登云上尉马上接替他,率领全队向“云龙”号航空母舰驶去。“天鲛”轰炸机群继续缓缓下降,可它们下方的“云龙”却急剧转舵作机动航行,只见临近的护卫舰象躲避一只发疯的大熊一样离得远远的。好几架“天鲛”在侧滑时,中弹起火,坠入大海。没有中弹的轰炸机一直下降到150米,把炸弹朝“云龙”号一倾而尽。有三颗炸弹落在航空母舰甲板上,冲起一般股烟雾。每当一架轰炸机投完炸弹又拉起来时,一群“烈风”战斗机就向它扑过来。另一个飞行员说:“我们的飞机同八架‘烈风’战斗机搏斗。我的右腿中弹。空气涡流把血卷到我的眼镜上,我几乎看不见周围的情况。飞机的尾翼上打了个大窟窿,我的无线电报机被打坏了,机上所有的工具都血迹斑斑。由于我没有别的事可干,就想修修油路。最后发动机也不转了。飞机掉在海上,跌得很厉害,可是却漂浮着,这样我们才把橡皮筏浮放到海面上。”轰炸机飞行大队的战斗前后共进行了12分钟。16架“天鲛”俯冲轰炸机,只有8架返回了关岛,其中两架也是彻底损坏了。
王威中校率领的15架“快刀”轰炸机是在霍万里海军中校指挥的11架“天鲛”机群之前赶到目标上空的,15架“快刀”是从高空投掷了炸弹,虽没有击中目标,却把曰本舰队冲得七零八落。“天鲛”机群刚一赶到,就遭到盘旋在航空母舰上空的“烈风”战斗机群的决死抵抗,霍万里丢开这些目标,率领机群向“比睿”号战列舰直扑过去。两颗炸弹正中“比睿”号高大的舰楼,烟雾升腾,船身即刻侧倾。“天鲛”机群掉头返航,只有两架“天鲛”轰炸机没有飞回关岛,而在海上迫降了。
在关岛以北,中国两支特遣舰队正在全速向交战地点进发。一片阴冷的薄雾笼罩着天际。“龙王”号和“兴凯湖”号带着各自的“屏幕”航行在舰队的前头。护航的驱逐舰在波澜起伏的海面上时隐时现。由于仅发现两艘曰本航空母舰,所以“彩凤”号率领的舰队跟在后面,留作后备力量。航空母舰上飞行员3点钟就被叫醒了。从4点钟开始,他们就全身披挂坐在待命室的皮椅上,看着荧光板,上面映出不断传来的曰本进攻关岛的消息。机组人员从中得知曰本人轰炸礁岛和岛上战斗机拼死抵抗的情况。随后,航空母舰的飞行员出战的时候到了,他们纷纷登上各自的飞机。当他们踏上了飞行甲板时,雾已散开。中国舰队在晴空下行进着,各航空母舰上的飞机相继起飞了。
先后从“兴凯湖”上起飞的飞机是35架“天鲛”俯冲轰炸机;15架“标枪”鱼雷飞机和10架“风雷”重型舰载战斗机。从7时50分起,“龙王”号上的35架“天鲛”轰炸机,14架鱼雷飞机和10架战斗机先后起飞了。由于认为“彩凤”号的飞机留在甲板上很危险,所以17架“天鲛”轰炸机、12架鱼雷飞机和6架战斗机从8时40分开始也相继起飞了。有17架“天鲛”轰炸机是准备攻击尚未发现的敌航空母舰用的。
“兴凯湖”号的轰炸机和战斗机没有找到曰本人。此时曰本舰队已经掉头向西北驶去,飞行员奉命飞到指示地点,却没有看到任何目标。于是,“兴凯湖”号的轰炸机和战斗机又转向西南,继续搜寻。