Вечером 6 мая адмирал Флетчер отделил от соединения танкер «Неошо» и эсминец «Симс», приказав присоединиться к нему на следующее утро. Однако рано утром 7 мая японцы начали усиленные поиски кораблей союзников. Самолеты с 3 авианосцев, гидросамолеты с крейсеров и гидроавиатранспортов, базовые самолеты – все приняли участие в охоте. И результат не заставил себя ждать.
Внезапно в приемниках японских авианосцев защелкала морзянка. Один из разведывательных самолетов – торпедоносец «Кейт» – сообщил, что обнаружил американский авианосец и крейсер в 200 милях к югу от «Сёкаку». Адмирал Такаги приказал немедленно атаковать. В 6.10, через полчаса после сообщения разведчика, с «Сёкаку» и «Дзуйкаку» взлетела ударная группа в составе 18 истребителей «Зеро», 26 пикировщиков «Вэл» и 24 торпедоносцев «Кейт». Когда эти 78 самолетов уже находились в пути к цели, гидросамолет одного из крейсеров сообщил о большом авианосце и 10 других кораблях в 280 милях от соединения Такаги. Японский адмирал решил придержать оставшиеся самолеты для защиты своих кораблей и отложил атаку этого соединения до возвращения ударной группы.
Когда японские самолеты прибыли в указанный район, то в «авианосце» они опознали танкер «Неошо», а в «крейсере» – эсминец «Симс». После недолгого поиска таинственного авианосца, о котором сообщал разведчик, японские самолеты снова собрались над танкером и эсминцем и начали атаку. «Симс» быстро получил попадания 3 бомбами, несмотря на то что маневрировал на полном ходу. Его 127-мм орудия уничтожили один японский самолет. Через несколько минут после третьего попадания эсминец затонул кормой вперед. Затем настал черед «Неошо». В течение 18 минут танкер получил 7 прямых попаданий 550-фн бомбами, и еще столько же разорвались у самого борта. Танкер загорелся в нескольких местах и получил крен 30º, все средства связи вышли из строя, машины были уничтожены. Один из японских бомбардировщиков, подбитый огнем корабельных зениток, врезался в «Неошо». Японские летчики возвращались на авианосцы, считая «Неошо» потопленным. Однако капитан 1 ранга Джон С. Филлипс сумел удержать танкер на плаву, хотя из команды в 258 человек в строю остались только 64 моряка. Он подготовил спасательный катер, чтобы снять уцелевших людей. Вечером появился эсминец и забрал всех уцелевших – 14 человек из команды эсминца и 109 человек с танкера. 2 торпеды избавили искалеченный корабль от дальнейших мучений. Еще 4 человека из команды «Неошо» были сняты со спасательного плотика через 10 дней.
Утром 7 мая, пока японские самолеты разыскивали американские корабли, адмирал Флетчер приказал 3 крейсерам и 3 эсминцам атаковать Соединение вторжения. Эта эскадра союзников вскоре сама была атакована бомбардировщиками из Рабаула. Корабли уклонились от всех бомб и торпед и сумели сбить несколько самолетов противника. Хотя японские летчики не сумели добиться решительно ничего, они заявили, что потопили линкор и крейсер и добились попадания торпедой еще в один линкор. Последнюю атаку по крейсерам союзников в этот день выполнили 3 средних армейские бомбардировщика В-26, базирующиеся в Австралии. Они приняли собственные крейсера за корабли противника. Все эти события привели к тому, что крейсера не сумели перехватить японские транспорты.
В то же утро Флетчер также выслал на поиски противника разведывательные самолеты. В 8.15 самолет «Йорктауна» сообщил о соединении из 2 авианосцев и 4 тяжелых крейсеров, находящемся в 225 милях на северо-запад от американских авианосцев. Американские авианосцы приблизились к противнику на расстояние 200 миль, и в 9.36 с «Лексингтона» взлетели 10 «Уайлдкэтов», 28 «Доунтлессов» и 12 «Дивастейторов». Через полчаса с «Йорктауна» стартовали 8 «Уайлдкэтов», 25 «Доунтлессов» и 10 «Дивастейторов». В 10.30 все 93 американских самолета находились в воздухе и направлялись туда, где, по мнению адмирала Флетчера, находились главные силы японцев. В действительности разведчик обнаружил Группу поддержки, состоящую из 2 старых легких крейсеров, гидроавиатранспорта и 3 канонерок. Из-за ошибки при шифровании радиограммы вместо «2 тяжелых крейсера и 2 эсминца» появились «2 авианосца и 4 тяжелых крейсера».
Пока самолеты Флетчера летели к этой не стоящей внимания цели, разведчик из Рабаула обнаружил американские авианосцы. Соединению вторжения было приказано уходить на север, пока не будут уничтожены американские авианосцы.