這時候已經是9點40分了，來襲的魚雷機部隊剛剛退去，他們付出了巨大的代價，但僅僅取得了取得了擊傷一艘日軍航母的戰果。不過，相比歷史上魚雷機部隊幾乎全軍覆滅，卻沒擊中任何目標的情況相比，還是不錯的，至少，大部分魚雷機都全身而退了。而且歷史上歪打正著的效果——把所有的敵軍戰鬥機都吸引到低空，讓俯衝轟炸機發起突擊的時候沒有任何敵機阻攔——一樣也達到了。而且由於這次突擊組織的更好，轟炸機出現的更加及時。就在魚雷機轉頭的時候，來自企業號上的由克拉倫斯?麥克拉斯基少校率領的32架無畏式俯衝轟炸機已經出現在南雲艦隊的上空了。克拉倫斯?麥克拉斯基少校從2000米的高度上向下望去，一個龐大的艦隊無遮無攔的展現在他的面前。在洋面上陣容龐大的戰艦，組成一個巨大的環形隊列，在這護衛圈的當中，是4艘大型航空母艦。更妙的是，在艦隊的上方，連日本護航飛機的影子都沒有。那四艘航母的飛行甲板上都畫有一個巨大的鮮紅的太陽，就像是一個巨大的靶心。克拉倫斯?麥克拉斯基少校選中了其中的一艘，帶著16架俯衝轟炸機依此俯衝而下。另外的16架轟炸機則在威廉.加拉赫海軍少校的帶領下撲向了旁邊的一艘航母。
現在所有的零戰都在低於400米的高度上和f4f纏鬥。當轟炸機群出現的時候，沒有誰能立刻爬上去攔截他們，只有一些小口徑的高炮勉強調轉炮口，試圖攔擊美軍轟炸機。但這些稀疏的炮火幾乎毫無作用。
在此時的赤城號航母上，源田在聽到警戒哨的警報後正抬著頭向天空張望，他看到，一隊機翼上畫著醒目的白色五角星的轟炸機正一架接著一架向赤城號俯衝下來，越來越近。現在不但機腹下面懸掛著的重磅半穿甲炸彈清晰可見，就連那架轟炸機張開的俯衝襟翼也看得清清楚楚。氣流從俯衝襟翼的小孔中高速穿過，發出了一種嚇人的呼嘯聲。呈幾何時，源田就曾指揮著日本的轟炸機部隊在珍珠港，在與此類似的呼嘯聲中，將美國太平洋艦隊的主力消滅殆盡。如今，一切倒過來了。作為一個經驗豐富的老飛行員，源田馬上就判斷出：赤城號肯定要中彈了。
但是第一個挨打的不是赤城號，而是不遠處的加賀號。
麥克拉斯基少校的無畏式一直俯衝到500米高度，直到加賀號上的那個巨大的紅太陽幾乎佔滿了他的前風擋，他才將炸彈投下。隨著炸彈被投出，整個飛機頓時一輕似乎都向前跳了一跳。麥克拉斯基少校狠命的拉著操縱桿，血液開始向他的腿部湧了過去，他覺得四周的光線開始變得越來越暗，他的視野也不斷縮小，只剩下正前方的一點點了。同時他的耳朵開始嗡嗡的響，面部和舌頭也感覺到有些發麻。不過好在這個時候機頭漸漸地抬了起來，在大約80米的高度上，麥克拉斯基改平了飛機。於是這些症狀也漸漸消失了。這時候他的耳朵才聽到後座機槍手的狂叫：「中了，又中了！，哈哈，又是一下！長官，加上我們剛才的那一傢伙，那條船整整中了四枚炸彈！」
麥克拉斯基回頭張望，他看到那艘航母上面一片火光沖天。四枚炸彈絕沒有這樣的威力，難道是命中彈藥庫或者燃油庫了？不過不管是什麼原因，顯然，這條船完蛋了。
和麥克拉斯基猜想的類似，加賀號的現狀的確是彈藥庫被擊中了，不過這個彈藥庫就在甲板上。剛才的那場炸彈換魚雷魚雷換炸彈的鬧劇中，為了搶時間，日本人根本來不及吧換下來的炸彈送回保護良好的彈藥庫裡面去，而是直接把它們堆放在甲板上。其中一些炸彈的引信甚至都沒有拆除掉。當美國人投下的炸彈在甲板上爆炸之後，這些炸彈也被引爆了。於是幾乎在一瞬間，這條巨大的航母，日本海軍曾經的驕傲，就成了一片火海。
與加賀號遭遇一樣的命運的還有赤城號，由於迴避動作做得好，16架轟炸機投下的炸彈中僅有一枚命中，但這枚炸彈卻正好落在了甲板後部，那裡堆放了很多的炸彈。結果——加賀的悲劇又一次上演，堆放在甲板上的炸彈就像中國人過年燃放的鞭炮一樣，一個接一個的炸響了，一轉眼，這條船也成了一片火海。
面對這突如其來的滅頂之災，艦橋上的南雲中將呆若木雞。
火舌已經舔著艦橋上的玻璃窗。草鹿朝南雲喊道：「咱們得撤離啦！」但是南雲拒絕離開。
成千加侖燃燒著的汽油流向下層甲板，放在機庫內的魚雷也開始爆炸了。一團團火球從艦身兩側噴射出來。南雲仍然不肯離開艦橋。
「赤城」號航空母艦艦長青木大二郎大佐朝南雲喊道：「這艘艦由我負責，你和你的人員留在這裡毫無用處，請轉移到另一艘艦上去吧！」草鹿也勸南雲說：他是整個突擊艦隊的司令，而不是某一艘艦的艦長。在大家的勸說下，南雲終於表示從大局考慮，他願意帶領大家離開。不過這時候整個艦橋幾乎都被大火圍住了。樓道也被濃煙和烈火封住了。
「把玻璃打碎！」草鹿喊道。有人就掄起一把椅子狠狠地咋摘了玻璃上。玻璃應聲而碎。
他們垂下兩條繩子，草鹿一邊高喊著：「大家不要慌，讓領導先走！」一邊搶先把南雲推出來，這位身材矮小的將軍滑了下去，落到比艦橋低14米的飛行甲板上，草鹿則緊緊跟在後面。
短短的6分鐘內，加賀號、赤城號被徹底炸毀了。當然美軍也不是沒有損失，32架轟炸機中有13架或被ri艦的防空炮火擊落，或是在投彈拉起後被零戰擊落，還有一架因為俯衝的太狠，結果沒能拉起來。但相比日軍的損失，這一戰毫無疑問是大獲全勝。更何況這還不是終結。
在歷史上，由大黃蜂號上起飛的俯衝轟炸機在和其他飛機失散後沒能找到目標，完全成了打醬油的。但這一次，由於機群之間的距離被壓縮了，這些轟炸機沒有迷失方向，醬油黨們終於來了。
就在南雲他們乘著汽艇向長良號輕巡洋艦轉移的時候，淒厲的警報聲再次響起。南雲抬起頭來，看到又有兩隊轟炸機向著他的艦隊俯衝下來。
這次倒霉的是已經受傷的蒼龍。此時的蒼龍號因為中雷，甲板傾斜已經到了13度，航速也下降到了20節以下，這實在是個容易擊中的目標。19架俯衝轟炸機對它發起了攻擊，結果一口氣命中了8枚炸彈，命中率竟然超過了百分之四十。其中的一枚炸彈擊穿了甲板之後命中了油料庫，大量的航空汽油被點燃了，整個船被燒得通紅。
另一隊轟炸機共有18架，他們對現在日軍唯一還倖存的飛龍號航空母艦發起了攻擊。但飛龍號卻表現得有如神魔護體一般。在艦長加來止男的指揮下，這條船瘋狂的扭動著，炸彈暴雨般的落在航母的旁邊，但僅有一枚炸彈命中了左舷附近的一架升降機，但整個航母仍有起降飛機的能力。而且航母自身的防禦火力，還擊落了4架轟炸機。
外號匪賊鷗的柳生不久前剛剛在飛龍號航母上著艦。這時候，他在艦上目睹了這個驚心動魄的過程。後來這位日本海航著名的王牌飛行員在他的回憶錄《沉沒的皇國》中是這樣描寫這一段經歷的：
「……短短幾分鐘，帝國海軍的驕傲，加賀號和赤城號航母就完蛋了，我看到那兩條船燃起了大火，而且不斷的發出爆炸聲，毫無疑問，它們已經無法挽救了。這樣的場景我後來還見過幾次，但這次對我的震動比後來的都大得多。我第一次意識到，帝國的軍艦也會這樣燃燒。我轉過頭看看石原，我看到石原也正轉過頭來看我。他的嘴巴張得大大的，像是要發出呼喊，但卻什麼也喊不出來，而他的臉，這時候因為驚懼完全都扭曲了，而且慘白得就像死人一樣。以至於後來我做噩夢的時候總是會夢見那張臉。
可是這場噩夢遠遠沒到醒來的時候，就在加賀號和赤城號上的船員帶著在身上燃燒的火焰，1從高高的甲板上直接一個接一個的跳入大海的時候，淒厲的防空警報有一次響起。這一次是衝著我們來的……
軍艦向左一個急轉，整個軍艦都傾斜了過來，使得缺乏防備的我差點跌倒。就在這時候，一枚炸彈就落在右舷不遠的海面上，炸起了一股差不多有幾十米高的水柱。如果不是剛才的那個急轉，它一定會直接砸在甲板上……
一枚又一枚炸彈掉了下來，它們激起巨大的水柱，往往，一個水柱還沒有落下來，好幾個水柱又在軍艦的旁邊升起。軍艦急劇扭動著，就像在水柱的森林裡狂奔的受傷的野獸。終於一枚炸彈命中了，好在不是關鍵位置，我看見損管人員拖著水管跑了過去……整個空襲幾分鐘就過去了，但我卻感到時間是如此的漫長而難耐。好在母艦受到的損失並不大，我們還能起降飛機，還有戰鬥力。就在敵機剛剛離去，損管人員還在忙著給滅火的時候，依據山口將軍的命令，航母轉向逆風方向。我們的反擊就要開始了……」
10點15分，6架零式戰鬥機和18架俯衝轟炸機從飛龍號上起飛了，它們將去攻擊那只早就被發現了，但一直因為種種原因而沒能立刻加以打擊的美軍艦隊。但是現在，時間距離發現美軍艦隊已經過了兩個小時，他們還能在那個位置順利的找到美國人嗎？