而毫無意外的，同時攻擊台灣與菲律賓日軍基地的第4分遣艦隊，受到台灣與菲律賓兩地殘存的日軍戰機夾擊。由於第38特遣艦隊的位置已經抵達台灣的東南方，快要脫離台灣附近海域，因此等不及天黑，在台灣的日軍大白天就將最後壓箱底的精銳海軍航空隊派出，性能優異的零式戰鬥機護航日軍轟炸機，直撲第4特遣艦隊而去。同時在菲律賓呂宋島上的陸軍第四航空軍，也在第4分遣艦隊進入其攻擊範圍後，派出戰機參戰。從白天到黃昏，第4分遣艦隊承受了大批日軍戰機的攻擊，一度讓第4分遣艦隊緊急求援，要求友軍支援。光是在早上10點45分左右的十幾分鐘裡，掩護艦隊的戰機與防空火炮，就最少擊落超過20幾架的日軍戰機，可見戰況之慘烈，而日軍整日的攻勢，一直持續到下午仍未結束，更多的日軍戰機被擊落，來自菲律賓的第四航空軍也最少損失二十幾架戰機，而第4分遣艦隊只有航空母艦富蘭克林號受到日軍戰機自殺攻擊，幸運只有輕微損傷，並不影響接下來的作戰。
遭到戰機自殺攻擊的富蘭克林號航空母艦（USS Franklin , CV13）但受損並不嚴重。
而在當天擔任誘餌任務的第1分遣艦隊，其戰鬥情況甚至還要比第4分遣艦隊更為激烈。日軍戰機果然朝兩艘受損的巡洋艦蜂擁而去，並一併攻擊擔任掩護任務的第1分遣艦隊。這讓第1分遣艦隊沒有餘裕派出戰機，參與空襲台灣日軍基地的任務，而將分遣艦隊的航空母艦全部用來起降戰機，以保護拖行坎培拉號與休士頓號的護航艦隊與自身的安全。第1分遣艦隊的航空母艦艦載機群，最後擊落最少五十架以上的日軍戰機，日軍戰機雖然多次成功逼近坎培拉號與休士頓號，但在空中戰機與護航艦隊的嚴密防空炮火保護下，並沒有造成任何嚴重的損傷。第1分遣艦隊的航空母艦雖然或多或少遭到炸彈擊中，也都沒有出現嚴重的損傷。只是整日的戰鬥結束後，日軍的水面艦隊卻仍沒有出現，美軍雖然成功擊毀更多的被吸引來而來的日軍戰機，但第三艦隊的參謀們企圖利用這兩艘受損巡洋艦，引誘日軍聯合艦隊發動攻擊的計畫，最後並沒有成功。