Истребители покружили над кораблями Крейса, но ничего не смогли сообщить бомбардировщикам, так как на сухопутных «Зеро» рации были сняты. Через пару минут в небе появился заблудившийся «Доунтлесс», который запросил пеленг и расстояние до ОС 17. Крейс ничего этого не знал, и бомбардировщик повернул на запад в Порт-Морсби.
В 14.15, когда эскадра находилась в 40 милях южнее прохода Жомар, радар «Чикаго» обнаружил еще одну группу самолетов на юго-западе, а потом третью — в 45 милях на северо-востоке. Не успел Крейс как-то отреагировать, западная группа вышла в атаку. Это были те самые торпедоносцы из Рабаула, которые попытались атаковать флагманский крейсер «Аустралиа». Зенитным огнем головной торпедоносец был сбит, и действия японцев приняли хаотичный характер, к тому же они сбрасывали торпеды издалека, поэтому корабли союзников уклонились от них без особого труда, сбив в общей сложности 4 «Бетти». Но пилоты торпедоносцев доложили, что потопили линкор «Калифорния» и добились 2 попаданий в линкор «Уорспайт».
В 14.43 ОГ 17.3 была атакована горизонтальными бомбардировщиками, которые сбросили бомбы с большой высоты и добились только близких разрывов, хотя были уверены, что один из крейсеров загорелся. А в 14.57 Крейсу пришлось отражать атаку 3 американских бомбардировщиков В-17, эта стычка прошла без потерь с обеих сторон. В-17 охотились за конвоем, но атаковали соединение Крейса, пилоты целились в «Аустралию», но положили бомбы рядом с эсминцем «Фаррагат», после чего командир группы с гордостью радировал, что поджег один транспорт. Раздраженный и напуганный Крейс в 15.26 передал по радио Флетчеру, что больше не может действовать без воздушного прикрытия, и повернул на юг. Однако он действовал так, чтобы сохранить возможность перехвата любых японских кораблей, которые рискнут пройти через проход Жомар. Самое скверное, что на кораблях Крейса начало подходить к концу топливо, а Флетчер сохранял строгое радиомолчание, вынуждая Крейса блуждать в потемках.
Вскоре после 13.00 адмирал Такаги получил сообщение об эскадре Крейса, но ошибочно решил, что речь идет о главных силах американцев. По его прикидкам незадолго до заката эта эскадра могла оказаться в пределах досягаемости японских самолетов, поэтому он, в отличие от Флетчера, решил рискнуть атакой в сумерках. В 15.15 адмирал Такаги отправил на разведку 8 торпедоносцев, чтобы уточнить место американских авианосцев. К этому времени вернулась ударная группа, и уставших пилотов «обрадовали» сообщением, что им предстоит повторный вылет. Командовавший авианосцами адмирал Хара отобрал самых опытных пилотов, и в 16.15 взлетела группа из 12 пикировщиков и 15 торпедоносцев.
Как мы помним, американские авианосцы укрылись в зоне густой облачности, и японские самолеты их не нашли. И вот в тот момент, когда американцы уже поздравляли себя с успешным окончанием первого дня сражения, в 17.45 радар «Лексингтона» обнаружил японские самолеты примерно в 25 милях на юго-востоке. Через 2 минуты уже «Йорктаун» засек большую группу самолетов в 18 милях на юго-востоке. На истребителях воздушного патруля кончалось топливо поэтому на перехват удалось направить только 4 «Уайлдкэта», зато авианосцы поспешно подняли еще 18 машин. Теперь в воздухе находились 30 истребителей, и Флетчер считал себя застрахованным от всяких неприятностей. На помощь улетевшей четверке были направлены еще 7 истребителей которые, совместными усилиями, в последовавшем бою сбили 8 торпедоносцев и 1 пикировщик ценой потери 3 «Уайлдкэтов». Командиры японской авиагруппы приняли решение отказаться от атаки и возвращаться на авианосцы, самолеты сбросили свои бомбы и торпеды и легли на обратный курс. Американские истребители успели сесть на авианосцы eще до заката.
А вот далее произошел, наверное, самый громкий инцидент Тихоокеанской войны. Ни американцы, ни японцы его не отрицают, но никто не дал этим событиям разумного объяснения. В 18.50 три неизвестных самолета, включив огни, пролетели по правому борту «Йорктауна», один из них что-то даже просигналил морзянкой. Судя по всему, они готовились к посадке. Бдительный эсминец «Дьюи» заметил, что самолеты имеют закругленные концы крыльев, и так как в этот момент в воздухе крутились только несколько «Уайлдкэтов» с характерными рублеными консолями крыльев, стало ясно, что это японцы. Эта тройка сделала круг, словно готовилась заходить на посадку, но тут сначала эсминцы, а за ними и крейсера открыли огонь и помешали неслыханному в истории морской войны эпизоду. Последними в дело вступили авианосцы, и при этом правобортная батарея «Йорктауна» «превратилась в маленький кратер».
Почему мы говорим, что эпизод не получил объяснения? Японские авианосцы в это время находились примерно в 100 милях к востоку от американских, но обратите внимание на два обстоятельства. Воздушный бой в сумерках, так дорого стоивший японцам, произошел тоже к востоку от ОС 17. То есть с учетом времени вылета, японские самолеты уже возвращались назад. Заблудившаяся троица появилась через час после боя. Где эти самолеты болтались так долго? Можно предположить одно: японская ударная группа во время полета развалилась на отдельные отряды, каждый из которых далее действовал сам по себе. Кстати, басня о том, что чуть ли не все 27 японских самолетов пытались сесть на «Йорктаун», она басня и есть. Точно таким же чистой воды вымыслом является утверждение Морисона, будто все уцелевшие японские самолеты были вынуждены садиться на воду, выработав топливо. Адмирал Хара вынужденно пошел на огромный риск, включив прожектора, чтобы принять самолеты, однако в данном случае риск оправдался. Мы приведем лишь один красочный пример, но не следует думать, что все японские летчики действовали так же плохо.
«Садиться на авианосец нелегко, особенно ночью. Среди пилотов, которые кружили, ожидая своего захода на посадку, было немало таких, чьи сердца бились чаще, потому что это была их первая ночная посадка. Мичман Исикава, который пилотировал пикировщик, был из таких. Наконец он увидел сигнал, разрешавший ему посадку. Когда настала пора действовать, его опасения улетучились, и все внимание было поглощено управлением самолетом. Он развернулся в направлении кормы корабля, выровнялся и начал заход, стараясь удержать красные и зеленые огни на одной линии Он выпустил закрылки и уменьшил скорость. Темный силуэт авианосца становился все больше, и огромная полетная палуба стала видна более отчетливо. Похоже, самолет имел слишком большую скорость.
Исикава выключил мотор и потянул ручку на себя. Он ощутил сильный толчок и еще услышал грохот и скрежет, прежде чем ужасный удар заставил его потерять сознание. Обманутый темнотой, он выключил мотор слишком рано, и его самолет просто рухнул вниз. Теперь он превратился просто в груду скрученного металла с поломанными крыльями и оторвавшимся пропеллером. Из разбитых баков на палубу вытекал бензин. Луч прожектора нащупал то, что недавно было кабиной, и люди увидели среди обломков голову в летном шлеме. Палубная команда убрала эти бесформенные обломки, так как нужно было освободить путь. С громким плеском оставшиеся куски упали за борт, и теперь мог садиться следующий самолет».
Оба командующих немного поразмыслили над тем, а не дать ли врагу ночной бой, и оба от такой идеи отказались. В 21.51 Фитч даже передал по УКВ Флетчеру: «Присутствие вражеских самолетов во время посадки наших истребителей и анализ последних данных радара указывает, что вражеские авианосцы в 19.30 были примерно в 30 милях на западе». Правда, Фитч никогда не сказал ни слова, почему он ждал 2,5 часа, прежде чем передать Флетчеру эту важнейшую информацию. После этого Флетчер повернул на запад, а Такаги — на север, и началась подготовка к продолжению боя. Так завершился день, который все историки и адмиралы дружно называют «самым запутанным боем в мировой истории». Наиболее точное определение дала в 1943 году комиссия штаба Объединенного Флота по изучению опыта войны: «Можно только пожимать плечами, глядя на эти повторяющиеся ошибки».