在19日午9点钟的时候，小泽治三郎命令城岛高次从第2航空战队的3艘航母面起飞了49架飞机，其中包括7架“天山”式鱼雷机、17架“零”式战斗机、25架“零”式战斗轰炸机，由“隼鹰”号飞行长加藤义隆海军大尉率领，作为第三波攻击机群前往攻击第5特混舰队。至此，小泽治三郎麾下的3个航空战队已经各自放出了自己的攻击机群，化为三支利箭射向了特混舰队。到了午11点钟左右的时候，第一波攻击机群返航的日军飞行员向小泽治三郎报告击伤美军5艘航母和1艘重巡洋舰鉴于小日本飞行员一向都有夸大战果的“优良传统”，所以我们也就不予计较了，可悲的是很傻很天真的小泽治三郎对于飞行员的报告竟然信以为真，于是决定再次出动攻击机群乘胜追击，给第5特混舰队以更大的打击。11点15分，小泽治三郎从第1、2航空战队没有出击的飞机之中拼凑出3架，其中包括7架“天山”式鱼雷机、30架“零”式战斗机、46架“彗星”式轰炸机，由“翔鹤”号飞行长井良清海军大尉率领，作为第四波攻击机群继续前往攻击第5特混舰队。</p>
跟前两个攻击波相比，小泽治三郎第三波攻击机群损失的飞机要少得多，但是它们也并没有取得任何战果。由于无线电通讯系统出现了障碍，第三波攻击机群的49架飞机在起飞之后不久就分成了两个编队，一队20架飞机，另一队则有29架飞机。稍大的那个机群由日军空中指挥官加藤义隆大尉率领，他在飞行途中收到了美军舰队向北转移的通报，于是命令机群改变了航向。但是当飞到预定位置之后，加藤义隆却连第5特混舰队的影子都没有看到，于是他只能率领日军机群开始掉头向南边的旧方位继续搜索第5特混舰队的踪影。这次阴差阳错浪费了不少时间，但却使加藤义隆率领的这队日军飞机鬼使神差地避开了美军正面防御力量最强的方向，但是没过多久，小日本飞机终于还是被特混舰队的舰载雷达所发现。</p>
“命令‘无畏’号战斗机中队立即起飞前往迎敌！”随着马里亚纳大海战的逐步展开，乔治当然不可能事无巨细、面面俱到地进行指挥，如果事必躬亲那就只会和诸葛亮一样落得个出师未捷身先死的下场，所以他非常明智地把战术指挥权下放给了各特混大队的司令，这样就不必事事都报告请示，而减少了中间这些繁文缛节，作战效率也会因此得到提高。所以这次由身处特混舰队最北边的第2特混大队司令阿瑟?雷德福特海军少将下达了攻击命令。随着雷德福特少将的一声令下，“无畏”号战斗机中队的36架“地狱猫”式战斗机匆匆起飞，终于在第2特混大队以北大约45海里的地方截住了这批日军飞机。</p>
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“放弃进攻，突围返航！”对于这支日军机群的指挥官加藤义隆来说，想要突破到特混舰队空已经不可能了，自己只有29架飞机，而美军却还会派出不知道多少架飞机前来拦截。正所谓留得青山在，不怕没柴烧，所以加藤义隆明智地决定放弃进攻，突围返航。短短几分钟交战之后，日军机群以损失1架“天山”式鱼雷机、1架“零”式战斗机和5架“零”式战斗轰炸机的代价终于甩开了美军飞机的追杀，从而掉头返回了自己的航母，美军方面无一伤亡。与此同时，另外那队20架日军飞机一直飞出300多海里也没有发现特混舰队的踪迹，于是只好也在下午1点钟左右返航。</p>
下午2点钟左右，小泽治三郎派出的第四波攻击机群又接近了特混舰队所在的区域，但不幸的是，它们跑错了地方，这批日机起飞之后被错误地引导到了特混舰队南边100海里，关岛西南5海里的区域。当小日本飞行员发现他们在目标区域什么也找不到的时候，整个机群于是一分为三：1架飞机掉头返回了机动舰队，第1航空战队的15架飞机继续飞往罗塔岛，第2航空战队的50架飞机则朝关岛方向飞去。</p>
2点23分，飞往罗塔岛的15架日军飞机鬼使神差地绕开了美军战斗机的外围防线，撞到了蒙哥马利少将的第3特混大队空，日机随即立刻改变航向从而转入进攻。小日本飞机俯冲下来攻击了“邦克山”号和“考佩斯”号以及重巡洋舰“路易斯维尔”号。这次只有“邦克山”号被1枚250公斤炸弹命中，不过损伤轻微，而日军飞机则在第3特混大队铺天盖地的高射炮火之下，付出了9架飞机的代价。</p>