就在日軍三艘航空母艦上燃起大火的時候，美軍的三艘航母同樣處於了危險之中，在偵察機的引導下日軍四艘航母起飛的攻擊機羣抵達了16和17特遣艦隊的上空。24架零式戰鬥機搶先對艦隊上空護航的F4F野貓戰鬥機發起了攻擊，而42架九九式俯衝轟炸機不顧美軍戰鬥機和艦艇上防空武器的射擊，從多個方位俯衝了下來。另外還有30架九七式魚雷攻擊機從低空駛來。
相比美軍的飛行員，這些日本飛行員的攻擊更加犀利。因爲這些在大戰前就訓練出來的飛行員擁有高超的技藝和爲天皇獻身的決心。冒着炮火俯衝下去的九九式俯衝轟炸機成功地將3枚炸彈投擲在了約克城號航母的飛行甲板上，炸彈不但將甲板搞得一團糟，使得飛機無法起降，而且炸壞了一部鍋爐，讓約克城號的航速慢了下來。接着兩架躲過美軍戰鬥機截擊的九七式魚雷攻擊機成功投下了攜帶的魚雷，兩枚魚雷沉入水中，然後又浮到四米的高度，向約克城號高速襲來。日軍的魚雷性能比美軍要好，兩枚魚雷都準確擊中了目標，左舷附近掀開兩個大洞，並把艦舵給軋住了。弗萊徹少將被迫轉移到巡洋艦，兩支特遣艦隊的指揮權都交給了哈爾西少將。
哈爾西少將所在的大黃蜂號也被命中了兩枚炸彈，所幸在管損人員的努力下火勢很快被控制住，大黃蜂號還可以用一邊的甲板放出戰鬥機。有30多架日軍轟炸機得以撤退，其他的不是被F4F截擊，就是喪生於密集的炮火下，倖存下來的日軍作戰飛機幾乎都帶着傷，這說明美軍的火力的確非常強大。
美日雙方的歸航的飛機碰巧地再次在空中相遇。這一次雙方都下了狠心，對對方發起了進攻。美軍用於護航的戰鬥機還剩下20多架，而日軍的零式戰鬥機只剩下了數架，在數量上處於劣勢。好在日軍的九九式俯衝轟炸機還具備一點狗斗的能力。經過10多分鐘的空戰，雙方的油料都開始告警，這才脫離了接觸，一番戰鬥下來雙方又有數十架飛機落入了太平洋。
最終飛回日本艦隊上空的飛機只剩下15架，這些飛機全部在沒有受傷的飛龍號航母上降落，其他3艘航母現在火勢已經失去了控制，甲板上的一切都在燃燒，艦身內不時還傳來一些爆炸的聲音。再過了半個小時，“加賀號”和“赤城號”陸續沉入了大海，“蒼龍號”則徹底失去了挽救的價值。南雲忠一面色蒼白地被救到長良號巡洋艦，他仍然心存希望，命令飛龍號航母再次放出攻擊機羣，力圖一舉擊沉美軍航母。
哈爾西少將命令大黃蜂號和黃蜂號兩艘航母收回第一波攻擊飛機後，判斷了當前的局勢，認爲已經達到了牽制的目的。於是他命令艦隊脫離跟日本人的接觸，向東駛去。重傷的約克城號航母由哈曼號驅逐艦保護向珍珠港而去。
日軍派出的第二波攻擊機羣由16架九九式俯衝轟炸機和6架零式戰鬥機組成，這已經是曾經風光一時的第一航空艦隊能派出的所有作戰飛機。這些飛機經過一個半小時的飛行後並沒有發現美軍航母編隊，只是發現了正在緩慢行駛的約克城號。約克城號不可避免地被攻擊，投擲下的炸彈幾乎全部命中了即沒有反擊火力也無法規避的約克城號。它停了下來，變成了海面上的一個燃燒的平臺。同時，護航的哈曼號驅逐艦被擊沉。日軍第二波攻擊機羣完成任務後卻在海上迷航了，再也找不到日軍航母的位置，於是一架接一架由於燃料耗光而墜入了大海。
幾個小時後，見沒有艦載機返回，南雲忠一隻好帶着飛龍號航母和剩下的輔助艦隻去向山本五十六的主力編隊靠攏。主力編隊已經成功炮擊了夏威夷羣島的各個軍事要點，特別是其上的機場，壓制了陸基飛機的起飛。
緊接着他們護衛的運兵船在卡帕阿和檀香山登陸，向美軍陣地發起了進攻。雙方開始了逐島的爭奪。
從6月10日到6月15日，日軍成功佔領了卡帕阿全島，但是登陸檀香山的日軍被趕下了大海。珍珠港潛艇部隊開始襲擊日本人的後勤線，從中途島和威克島往來的運兵船和油船受到了攻擊，日軍不得不分出一部分艦隊爲他們護航。
第16艦隊和第17艦隊合併一處後，再次跟日本海軍的主力編隊兜圈子。因爲日軍雖然有3艘航母被擊沉，但是現在還有一艘重型航母和四艘輕型航母，對美軍艦隊仍然構成威脅。不過隨着日軍主力編隊戰列艦的壓制性炮火逐漸減弱，美軍地勤人員迅速維修了損壞的跑道，然後拖出藏在防空洞的各種作戰飛機，至少這一次在空中力量上，雙方算是平衡了。
6月16日，山本五十六決定退出，因爲他收到電報，稱已修復的薩拉託加號航母帶着4艘巡洋艦和其他輔助艦隻，從舊金山出發，前往珍珠港而來。他向聯合艦隊下達了“總退卻”的命令，在茫茫黑夜中撤退了。
夏威夷大海戰落下了帷幕。在這次戰爭中日本有三艘主力航母由於南雲忠一的指揮失誤而被擊沉，超過300架日軍飛機損失。重巡洋艦三隈號沉入海底。而美軍則有約克城號航母沉沒，147架飛機被擊落。得益於陸基作戰飛機的掩護，美軍最終取得了勝利。
登上卡帕阿的日軍也撤退了，等美軍重新抵達這裡的時候發現島上的被俘美軍和居民全部被屠殺，所有的房屋和設施都被破壞掉了。當這些照片傳回美國的時候，整個美國社會都沸騰了，山本五十六被當作美國的頭號仇敵，無人不希望殺之而快。
日軍退回了中途島和威克島，加強了那裡的防禦，來自日本的建築材料和島上原本的巨石和樹枝被充分利用起來在海灘上修建了一個又一個的地下堡壘，山體被挖開，笨重巨大的岸防炮被安置在其中。山本五十六知道這一次作戰日軍失敗了，聯合艦隊只有三艘主力航母和六艘輕型航母，而要防守的則是大半個太平洋，只能依靠這些島嶼來充當不會沉沒的航空母艦加強防禦了。
雖然不知道爲什麼山本五十六退卻了，但是尼米茲上將還是暗暗地感嘆這次的險勝。時隔半年，珍珠港再次被炸了個遍。無論是陸軍還是海軍的設施，恐怕不等上一個月是難以恢復原貌了。
等16和17特遣艦隊回到珍珠港的時候，甚至都沒有法使用船塢來維修受傷的大黃蜂號航母和其他軍艦，只能用小船將維修人員和設備送到錨地，然後在那裡艱難的維修。尼米茲收到了來自美國本土的消息，很快有一艘航母編隊要來充實他的實力了。他唯恐有失，派第16特遣艦隊前去接應。
尼米茲接下來做的第二件事情就是命令軍隊幫助當地的警察清理日軍的間諜。當日軍在檀香山登陸後，埋伏在這裡的間諜四處攻擊美軍軍事設施，接應登陸的日軍。當然在這過程中，搜查的範圍不可避免的擴大，所有的日裔家庭都被調查。當卡帕阿的屠殺時間傳到這裡後，搜查的範圍就更大了，而且美國警察對待日裔居民的態度也變得相當的惡劣。
夏威夷大海戰的戰果很快傳遍了世界，美日雙方都宣稱自己獲得了戰役的勝利。對於日本人來說，不但擊沉了美軍的一艘航母，而且再次將珍珠港變成一片廢墟，保障了中途島和威克島等島嶼的安全，況且日軍還一度有希望佔領整個夏威夷，只是在美國援軍的威脅下最終體面地“轉進”了。對於美國人來說，則首次擊沉了日軍的航母，而且是三艘主力航母，報了珍珠港兩次被襲擊之仇。
對於中國來說，太平洋中部發生的事情離這裡太遠。不過何俊才知道，這一次日本損失沒有歷史上中途島那麼大，而美軍則損失更多一些，這樣一來，美日之間的力量均衡繼續存在，太平洋會繼續成爲雙方的絞肉機。
而美國則不得不繼續依靠中國來拖住日本的陸軍，否則夏威夷、阿留申羣島甚至澳大利亞都有被佔領的危險。所以援助的物資仍然會不停地抵達仰光港，然後充實到中**隊中去。在珊瑚島海戰和夏威夷大海戰中，“中國密室”通過中美技術合作組織成功向美國傳遞了及時的情報。如果沒有這些情報，美軍的行動將更加被動，對此美國政府心知肚明，通過物資對中國進行了回報。
美軍的物資的援助以及日軍力量抽調到太平洋戰區，讓中國的形勢變得更加有利。最近發生在日佔區的一些事情讓日本的戰爭實力進一步流逝。