续发射了6枚鱼雷，然后迅速下潜。第6枚鱼雷终于准确地击中“大风”号的燃料舱。“大风”号重铠厚甲，初时无甚感觉，仍能继续航行，后因进水太多而逐渐倾斜。中雷后6小时，“大风”号突然发生了惊天动地的内部大爆炸。15时32分，“大风”号沉没。与此同时，美潜艇“吉奇”号也在追猎一个大目标—饱浴战火的大型航空母舰“翔鹤”号。

“翔鹤”是参加偷袭珍珠港海战的“老兵”。该舰1937年动工，1939年下水，1941年8月服役，排水量为25675吨，载96架飞机，是日本当时3艘最大的航空母舰之一。

当美潜艇“吉奇”号从潜望镜中发现“翔鹤”号之后，便从水下向其接近，抢占有利的攻击阵位。隐蔽地向“翔鹤”号发射了鱼雷。3枚鱼雷命中，巨爆声此起彼伏，大火向四处蔓延，舱室淹没，舰首开始沉入水中。19日15时01分，该舰也葬身马里亚纳海底。

眼见日机日舰损失惨重，前卫司令贾田中将向小泽建议迅速撤退，小泽不同意，坚持要在20日补充燃料继续作战。不料事与愿违，20日下午，日舰与油船会合时发生混乱，加之美舰队逼近，结果，在风声鹤唳之中，没有一艘日舰能加足燃料。

双方僵持到20日晚，米切尔首先下达了攻击命令，由于美机要往返700余海里的航程，这是俯冲轰炸机和鱼雷机的极限，但美军飞行编队还是立即出战，并在此次出击中沉重地打击了小泽编队航空母舰，日舰队又损失了65架飞机。美机返航时均已燃料耗尽。结果，飞机一架架地掉在海里，坠毁80余架，丧生49人，其损失是刚刚结束的那场空战的4倍。

美舰因忙于搭救伤员，耽误了较多的时间，已不可能对日舰再采取行动了。马里亚纳大海战，就此结束。

这是太平洋战争中的一场规模最大的航空母舰之间的决战，日本参战的9艘航空母舰被击沉3艘，另有3艘受伤，日军总共损失了380余架飞机。美国方面的损失，据日大本营发表的公报声称：击沉或重创美航空母舰4～5艘，巡洋舰1艘，击落美机160架，而实际上美方仅有4舰受伤，并无一艘沉没，损失飞机106架。

经此一战，美海军掌握了马里亚纳的制海权和制空权。之后，美舰载、陆基飞机和战舰支援了在塞班岛登陆的美军。7月7日，美军宣告占领塞班岛。由于日军的顽强抵抗，塞班岛之战代价高昂，在总计67451名的登陆美军中，死3426人，伤13099人。日军3.2万人，经埋葬的尸体为23811具，被美军俘虏1780人。

8月1日夜间，美军又完全占领提尼安岛。

8月10日，美军宣布占领了关岛。

这样，日本的“绝对国防圈”中的一个关键性链环被砸碎了。此后，盟军以此为反攻跳板，可以任意选择进攻目标—西进可取菲律宾，北上则可直捣日本本土；在此建立的潜艇基地，可以使b-29式远程轰炸机直接空袭日本本土，对日本列岛构成巨大的威胁。