Вслед за разведчиками с обоих авианосцев поднялись в воздух пикирующие бомбардировщики и торпедоносцы. Первыми на цель вышли самолеты «Саратоги». Это был небольшой авианосец «Риуджу». Выпустив по нему торпеды, американцы потом забросали его бомбами. В результате полетная палуба авианосца превратилась в груду обломков, а сам корабль, охваченный пламенем, остался дрейфовать, дав сильный крен на один борт.
Но японцы тоже не сидели сложа руки. Не успели самолеты с «Энтерпрайза» и «Саратоги» подняться в воздух, как их засекла система радиолокационного наблюдения японской эскадры...
В первый эшелон неприятельских самолетов входили 36 пикирующих бомбардировщиков, 12 торпедоносцев и 24 истребителя прикрытия. На перехват японцам вылетело звено истребителей прикрытия американской эскадры — однако многим истребителям и бомбардировщикам противника все же удалось уйти от американских перехватчиков, и они снова двинулись грозным строем вперед. Но их тут же засекла РАС наблюдения «Энтерпрайза». Моряки, находившиеся на верхней палубе авианосца, впились глазами в горизонт, откуда вот-вот должны были появиться японцы. Через некоторое время кто-то из моряков воскликнул: «А вот и они, сволочи!» И действительно, на синем горизонте, озаренном лучами закатного солнца, показались светящиеся точки.
Вскоре послышались громовые залпы зенитных орудий — это открыли огонь корабли прикрытия. В синее небо полетели сотни трассирующих снарядов, оставлявших за собой ослепительно-яркие шлейфы. Линкор «Северная Каролина», шедший на некотором удалении от «Энтерпрайза», палил из пушек так неистово, что со стороны казалось, будто на его борту вспыхнул сильный пожар. Первые японские самолеты, приблизившиеся к эскадре на расстояние пушечного выстрела, разнесло буквально на куски. Но истребители и бомбардировщики, летевшие следом, продолжали прорываться вперед, ни на метр не уклоняясь от курса. Пробившись один за другим через огненный щит, бомбардировщики вошли в пике под углом 70 градусов и, снизившись до пятисотметровой высоты, начали сбрасывать бомбы. Многие из атакующих самолетов были сбиты из орудий «Северной Каролины», остальные же ринулись на главную цель — «Энтерпрайз», который начал маневрировать, стараясь уклониться от ударов. Но вот рев пикирующего бомбардировщика послышался уже совсем рядом с авианосцем. И в следующий миг моряки увидели, как прямо на верхнюю палубу, под небольшим углом, упала сверкающая бомба. Судя по всему, это была бомба замедленного действия: она пробила верхнюю и вторую палубы и разорвалась только на третьей. В результате погибло 35 моряков и вспыхнул пожар. На место взрыва тотчас же прибыли спасательная команда и группа живучести. Спасателям открылась страшная картина: потемневшие от копоти переборки отсеков твиндека разорвало буквально в клочья, точно сделаны они были не из металла, а из бумаги; кругом было черным-черно от дыма, а там, где бушевал пожар, языки пламени жадно пожирали разбросанные по палубе тела убитых взрывом матросов. Но корабль, содрогаясь всем корпусом, продолжал, однако, маневрировать, ничуть не убавив скорости. А наверху между тем слышался грохот зенитных орудий и пронзительный вой заходящих в пике бомбардировщиков. Спасатели принялись тушить огонь, и вода, вырывавшаяся из брандспойтов мощными струями, попадая на палубу, тут же вскипала и превращалась в пар.
В следующее мгновение в «Энтерпрайз» угодила еще одна бомба — она разорвалась в десяти метрах от кормового подъемника снарядов, расположенного по правому борту, где как раз в это время находилось человек шестьдесят моряков. По корме авианосца разлетелись снопы ослепительных ярко-оранжевых искр. Взрывом убило 38 человек зараз.
Взрывом третьей бомбы сорвало огромную крышку люка на полетной палубе авианосца, и под нею, в междупалубном пространстве, вспыхнул пожар. Четвертая бомба, едва не зацепив «Энтерпрайз», упала в море, взметнув в воздух гигантский столб воды, который, обрушившись на полетную палубу как раз в том месте, где зияла полыхающая дыра, почти сбил пламя... Но тут матросы, кинувшиеся было тушить огонь, заметили, что стрельба вдруг прекратилась и в небе не видно ни одного самолета.
Налет японских бомбардировщиков длился не больше четырех минут. Но за это короткое время на «Энтерпрайзе» погибли 74 моряка, 95 человек были ранены, и четверо из них смертельно. Через час после атаки японцев пожар на авианосце был потушен и корабль мог идти дальше со скоростью 24 узла. Вице-адмирал Флетчер приказал отправить «Энтерпрайз» на ремонт в Перл-Харбор, куда тот вскоре и отбыл в сопровождении крейсера и четырех эсминцев.