冢原派出的第二攻击波才是联合舰队最精华、最精锐的舰载机飞行员队伍，由于事关全歼美军太平洋舰队，连已不轻易出击的渊田美津雄都亲自上阵指挥，村田重治大佐则带上雷击机编队准备给几艘美军主力舰补刀。
美国人军舰造得太结实，没鱼雷经常打不沉，冢原决心仰仗雷击之王的威名去杀一波这可是连布鲁克林大桥桥墩都能炸掉的人物。
至于为什么不是紧跟着第一攻击波投入战场而安排间隔1个多小时，也是冢原和参谋们推敲后决定的方案：美军猝不及防遭遇攻击后，本能反应就是解散编队各自逃命，这虽然加大了搜索难度，但一旦找到，用鱼雷对付起来就相对容易得多，因此有必要给对手“留”一个疏散时间。
至于定一个半小时也是充分考虑实际情况并斟酌战术的结果时间太短，敌舰队还未完全散开；时间太长，搜索又太过吃力。一个半小时不长不短，刚好！
由于日军燃油比较紧张，第一轮攻击在19：17结束，美军场面虽然很被动，但实际损失其实不算太大：
亚拉巴马号和印第安纳号都是中创，损失了一些高射炮，其他影响不大，航速也未降低，依然能维持27.5节，致命的大火也在日军离开后，在几百个损管队员努力下终于扑灭了。
黄蜂号算重创，不但甲板完全破坏并丧失起降能力，机库也被炸得一塌糊涂，但动力舱影响不大，只掉了4节速度，依然维持在28节以上，舰长一边命令地勤和水兵们将大火扑灭，一边又让人把所有能引发燃烧的飞机、燃油、弹药全抛入海中，刚才日军集火攻击真是把人给吓傻了；
哈尔西和麦凯恩所在的富兰克林号运气最好，除2颗近失弹外，毫发无损！不过该舰起飞的2架夜间战斗机运气就不太理想，一架被杉田庄一击落，另一架与日军飞机相撞后双双坠海，勉强还算取得一个战果。
日军第一攻击波一共出动了112架飞机，除32架战斗机，其余全是携带炸弹的流星改，整体损失14架，战损率比预估还小一些，现在江草隆繁带着他们去冢原的一航战降落。
除主力舰战果外，第一攻击波还顺带击沉了2艘卡萨布兰卡级护航航母、重创1艘克利夫兰级轻巡洋舰，整体而言如果不是在2艘南达科他级上倾泻太多弹药，日军原本有机会取得更大战果，不过就算目前的战果也已基本让人满意了。
20：24，渊田美津雄在夜彩云的引导下，成功地找到了TF50舰队，现在整支舰队已完全乱套了，逃跑的逃跑、疏散的疏散、转移的转移，海面上一片闹哄哄的，由于相比第一攻击波油料充足得多，渊田美津雄没有急于进攻，而是去认真搜索，仔细查看，同时让众人留意落单的美军军舰，一有机会便予以击沉。
不到3分钟，3艘慌不择路逃跑的护航航母便被日军找到，后者只用了22架飞机就干脆利落地将其中3艘炸沉。
20：29，第一艘倒霉的南达科他级战列舰印第安纳号被找到了，渊田美津雄打了一串照明弹下去，让整艘军舰笼罩在白光里，然后命令轰炸队和雷击队协同，400公斤炸弹是摧毁不了战列舰的，但却可以吸引美军火力并造成上层建筑燃烧，借着这个当口，12架鱼雷机已压低了高度，减缓了速度，贴着海面向印第安纳号扑去。
现在该舰所有的火力都朝着空中倾泻，确实也击落了2架飞机，却丝毫没留意海面上的突袭，5分钟内，12架鱼雷机全部投雷成功，呈现120度扇形面朝2500米外的军舰扑去。印第安纳号扭动身躯规避着冲天而落的炸弹，但规避不了从各个角度扑来的鱼雷，当几个水兵惊恐地喊出“鱼雷”时，这些大块头已扑到该舰只有400多米的地方了。
“轰轰轰”，不到20秒钟，该舰右舷接连发生三次剧烈爆炸，每次都冲起一条冲天水柱，所有人都被炸得东倒西歪、摔入海中，虽然南达科他级针对北卡罗来纳级进行了防御改善，是美军中仅次于衣阿华级的主力舰，但毕竟只是一条3.5万吨的条约型战列舰，在连续3条鱼雷的命中之下，右舷撕开巨大的豁口，海水疯狂涌入，几分钟内就出现了超过15度的侧倾。
虽然对手还未沉没，但渊田确信对方没救了，就算有救也没机会再开回去这么慢的速度，天亮后拿来给新飞行员实弹打靶倒是挺不错。美国纳税人知道这种消息后估计能气得发狂：价值数千万、舰龄不到5年的新锐战列舰现在居然只是渊田口中的靶船！
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