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。