Авианосец «Дзуньё» получил 2 бомбовых попадания в район трубы. 6 бомб разорвались рядом с кораблем. Полученные повреждения помешали авианосцу проводить полеты, но не остановили его.
Третий авианосец этой группы – «Рюхо» – был слегка поврежден близкими разрывами. Многие «Авенджеры», атаковавшие его, несли бомбы, но лучше бы они были вооружены торпедами.
В атаку на «Дзуйкаку» – самый крупный из авианосцев – устремилось множество американских самолетов. Флагман Одзавы прикрывали 2 крейсера и 8 эсминцев. Большинство «Авенджеров», атаковавших этот авианосец, тоже были вооружены бомбами. «Дзуйкаку» получил 1 прямое попадание, 5 или 6 бомб взорвались поблизости. В ангаре авианосца вспыхнуло множество пожаров. Казалось, его уже ничто не спасет. Уже был отдан приказ команде покинуть корабль, но прежде чем большая часть команды успела этот приказ исполнить, пришло сообщение, что аварийная партия почти справилась с огнем. Приказ был отменен, и вскоре пожары удалось взять под контроль.
Самая большая группа японских кораблей собралась вокруг 3-й дивизии авианосцев («Титосэ», «Тиёда», «Дзуйхо»). Их сопровождали 4 линкора, 8 крейсеров и 11 эсминцев. Поэтому американцы почти не атаковали эти авианосцы. Лишь «Тиёда» получил 1 попадание бомбой в кормовую часть полетной палубы, но повреждения были не опасными. Небольшие повреждения получили также 1 линкор и 1 крейсер.
Кроме 1 авианосца и 2 танкеров, в бою 20 июня японцы потеряли около 65 самолетов. На палубах авианосцев Одзавы осталось всего 34 самолетов. Когда кончился воздушный бой, он приказал своим кораблям контратаковать американцев, чтобы навязать им ночной артиллерийский бой. Но так как Оперативное Соединение 58 не было обнаружено, этот приказ пришлось отменить. Крайне неохотно адмирал Одзава повернул уцелевшие корабли на север – к Окинаве и Японии.
Завершив атаку, американские самолеты повернули на восток. Они сообщили, что потопили 2 авианосца. В действительности даже сами японцы сначала думали, что «Дзуйкаку» обречен. Однако точные результаты атаки 216 самолетов были следующими: потоплены авианосец «Хиё» и 2 танкера, тяжело поврежден эскадренный авианосец «Дзуйкаку»; легкие авианосцы «Тиёда», «Дзуньё», «Рюхо», 1 линкор, 1 тяжелый крейсер и 1 танкер получили незначительные повреждения. Это был неудовлетворительный результат, но его можно было легко объяснить наступлением сумерек и недостаточным количеством торпед. Зато обратный полет к своим авианосцам стал для американских пилотов тяжелым испытанием.
Американские самолеты возвращались поодиночке, парами или небольшими группами. Не сохранилось даже подобие строя, каждый пилот отчаянно пытался сберечь остатки бензина. Несмотря на все старания адмирала Митчера сократить расстояние между флотами противников, самолетам предстояло пролететь от 240 до 300 миль, чтобы сесть на свои авианосцы. При этом следовало учесть, что Оперативное Соединение 58 шло в полной темноте.
Адмирал Митчер гнал свои корабли на запад со скоростью 22 узла, чтобы уменьшить расстояние, которое следовало пролететь самолетам. Одновременно он предложил выслать вперед линкоры адмирала Ли, чтобы атаковать уходящие японские корабли на рассвете 21 июня. Адмирал Ли был совершенно уверен, что его 7 быстроходных линкоров справятся с 5 японскими. Американцы имели 63 – 406-мм орудия против 18 – 460-мм, 8 – 406-мм и 16 – 356-мм орудий японцев. Но адмирал Спрюэнс не разрешил Ли начать погоню, так как считал, что американские линкоры не имеют шансов настичь остатки Первого мобильного флота.
Возвращающиеся самолеты начали принимать сигналы системы радионаведения, когда в 22.40 оказались на расстоянии 70 миль от своих авианосцев. В 22.45 первые самолеты показались над кораблями Оперативного Соединения 58. В воздух были подняты несколько ночных истребителей, чтобы помочь вернувшимся летчикам. Но требовалось сделать что-то еще. Пилоты видели кильватерные струи, но не могли отличить авианосцы от артиллерийских кораблей. Самолеты начали беспомощно кружить в воздухе, некоторые пилоты включили красные и зеленые полетные огни. Кое-кто уже начал терять высоту, когда его мотор начинал чихать и кашлять из-за нехватки бензина. Некоторые пилоты уже садились на воду.
На мостике «Лексингтона» адмирал Митчер следил за всем происходящим. Затем он отдал один из самых драматических приказов за всю войну: «Включить палубные огни». Это был приказ, который нарушал все принятые правила. У японцев еще оставались авианосцы, поблизости вполне могли оказаться японские подводные лодки. Включенное освещение делало авианосцы заманчивой целью. Но для Митчера важнее было спасти жизни более чем 400 летчиков, посланных атаковать противника, и поднять дух сотен их товарищей, дожидавшихся на авианосцах возвращения самолетов.