17日凌晨2时30分，日军发起了太平洋战场上最大规模的一次坦克突击—仅44辆坦克就能称作“最大”，这一情景如果被欧洲战场的古德里安、隆美尔、巴顿和蒙哥马利看见了，他们一定会笑掉大牙的—斋藤将攻击目标对准了陆战六团一营和陆战二团二营阵地的结合部。日军的突击并未达成突然性，美军对敌人惯用的夜袭早有预料。但他们估计日军能够出动的坦克不会超过12辆，黑暗中突然冲出来这么一大群坦克，还真把美国人吓了一大跳。虽然在团长莱斯利上校的带领下，美军利用机枪和37毫米反坦克炮拼命阻击，但日军坦克依然直接冲了过来。美军迫击炮、75毫米和105毫米榴弹炮向日军坦克和冲锋的步兵疯狂倾泻炮弹。日军针对美军炮兵的反击炮火很快打响，美军炮兵伤亡惨重。日军坦克车长甚至爬出车顶指挥射击。半小时后，有几辆坦克已经突破了美军的前沿阵地。莱斯利就地组织反击，双方建制均被打乱。第一营副营长詹姆斯·多诺万少校后来如此回忆当时的情景，“整个战场仿佛炸开了锅，到处都是鬼哭狼嚎，曳光弹不断升起，火光闪闪烁烁。”
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应岛上部队的请求，停泊在近海的“路易斯维尔”号重巡洋舰和“哈尔西·鲍威尔”号驱逐舰也加入了阻击行列，向已被陆战二团第二营岸上火力控制队精确定位的日军坦克猛烈开火。惨烈的战斗中，美军几名上等兵火箭炮手表现出色。赫伯特·霍奇斯弹无虚发，和搭档查理·梅里特用7发火箭弹报废了敌人7辆坦克。劳伦·卡恩和刘易斯·诺尔德也击毁了3辆坦克。罗伯特·里德用4发火箭弹点燃了4辆坦克。火箭弹打光之后，里德拿出燃烧手雷直接冲向了第五辆坦克，强行打开舱盖将手雷塞了进去。
一名隐蔽在战壕里的陆战队员看到1辆日军坦克从旁边驶过，冲上去用圆木卡住了坦克负重轮，使它原地打转无法前进。当日军坦克手打开舱盖想看个究竟时，这名陆战队员已爬了上去，直接将手榴弹丢进了炮塔。“那辆坦克顿时像火山爆发一样炸了开来，”第一营营长琼斯中校这样写道。“这次战斗十分精彩，”陆战队员弗莱彻·普拉特说，“我们这些参加过塔拉瓦之战的老兵已经有了丰富的作战经验，绝不会轻易离开战壕，而是等到哐啷哐啷的声响过去以后，才从坦克虚弱的侧翼或后方发起攻击。”
极少有日军坦克能够抵御美军强大的阻击火力，向前冲锋的坦克越来越少。战斗持续到清晨7时，战场上除少数日军狙击手的零星枪声和陆战队员的还击之外，大部分地段都安静下来。美军仔细审视了战场，发现瘫在地上冒烟的日军坦克达到了31辆，最后一辆被烧毁在790高地山路上的坦克燃烧了整整一个白天。坦克残骸冒出的袅袅黑烟严重打击了日军士气，同时鼓舞了他们的对手。
美军成功挡住了日军的反击，斋藤损失的大量坦克毫无得到补充的希望。第四十三师团参谋长铃木卓尔大佐在总结败因时说，“当夜袭部队前进时，敌军使用了大量照明弹，黑夜变得如同白昼，部队机动十分困难。”日军在夜袭中损兵严重，小川第一三六联队被彻底打残，剩余兵员不足一个大队，第三大队自大队长野村春雄大尉以下集体阵亡。第十八联队第一大队还剩不到80人，大队长久保正男大尉在撤退时被打死。第四十联队第三大队自大队长河村少佐以下悉数阵亡。第九坦克联队只剩12辆坦克，还不够一个中队编制。联队长五岛大佐和第三中队中队长西馆法夫大尉在冲锋时阵亡，第五中队中队长柴田胜文大尉临时代理了联队长职务。接到前线攻击失败的消息，斋藤不得不承认海滩已经落入美国人之手。第三十一军参谋长井桁发往东京的电报早已没有了之前的豪气，“我们的守备部队已经陷入了极度混乱。”当晚的战斗美军付出的代价是97人伤亡—日军攻击正面的陆战六团一营78人，他们左翼的二团二营19人。但是在战役的前两天，美军伤亡总数也已超过了3500人。
17日美军的进攻持续。当天上午，第二十七步兵师第一六五团登陆，在团长凯利上校的带领下开始向阿斯利托机场攻击前进。日军独立混成第四十七旅团竭力抵抗后败退。登陆日当天，美军舰炮炸死了旅团长冈芳郎少将，加岛三郎大佐火线接替了旅团长职务。当晚，美军先锋部队已推进至距机场仅200米处。
17日中午13时50分，霍兰·史密斯向特纳告别，离开“洛基山”号乘登陆艇登上了海滩，随后在查兰卡诺亚建立了第五两栖部队总部，接管了岛上部队的指挥权。此时第二十七步兵师的三个炮兵营正在登陆，他们将在最短的时间内建起炮兵阵地。2艘装载防空炮的坦克登陆舰正在穿过水下爆破队开辟的航道，第二十七师师长拉尔夫·史密斯少将、炮兵指挥官雷蒙德·柯南准将、参谋长阿尔伯特·斯特宾斯上校就在其中一艘上面，他们登陆后迅速建起了前敌指挥所。
对霍兰来说，最让他恼火的是在参谋们选作指挥所的平房前边，一具水牛的尸体已经腐烂，散发着永远挥之不去的恶臭。参谋们很快调来推土机，将它埋了起来。霍兰随后前往位于制糖厂附近的海滩，见到了陆战四师师长施密特少将。在听完施密特的汇报并得知确切伤亡数字之后，霍兰明白要迅速打开局面，必须在最短时间内拿下塔波查山主峰。日军盘踞在山峰四周的高地上，掩护他们的火炮位于山峰下手指状的山脊之间，可以随时对美军实施水平射击。
“攻打塞班岛时，我62岁，”霍兰说，“在那个月里，我多次感到自己就像一个疲惫的老头儿，我所指挥的战役需要精神和体力都极为充沛，所以我时常感到压力重重。”下午前方传回了好消息，第二十七师第一六五团先锋营已抵达阿斯利托机场西南角。霍兰知道自己的士兵不缺乏勇气，他们丝毫不惧怕对面的日本人。大家担心的事情只有一件，那就是海军的舰队会突然撤走，将他们留在岛上不管。“我决定以最快速度出击，迅速攻占全岛，”霍兰说。
特纳和霍兰面临着巨大压力。为迎战小泽，斯普鲁恩斯不但带走了快速航母舰队，还抽调了火力支援队的部分舰船。奥登尔多夫的老式战列舰在岛西列阵，使岛上作战能够得到的火力支援力度骤减。特纳让运输船和货轮停在岛东海面上，由护航航母加以保护。在霍兰看来，这只会使他的陆战队员遭到日本人无情的围攻，“在日军的强攻下，我们就像一群无助的孤儿。一旦舰队离开，唯一不确定又极其重要的问题是时间，我们能在这里坚持多久？这个问题的答案，取决于斯普鲁恩斯能否战胜日军舰队。”霍兰对岛上的作战做了最坏打算，他告诉手下的三位师长，“如果真到了全军覆没的时刻，没人能活着出去讲述我们的悲惨故事。我会与你们共同赴死！”
17日当天，位于雅浦岛的第三十一军司令官小畑中将收到了东条总长发自东京的激励电报：“大日本帝国的命运在于你们奋战的成败。全体官兵要振作精神，一直战斗到歼灭敌人为止，以解天皇陛下之忧。”收到小畑转来的电文，参谋长井桁迅疾回电：“已收到您代表陛下发送的电文。我等非常感激陛下的宽宏圣恩，唯有不惜万死，以血肉之躯铸成太平洋壁垒，以谢隆恩。”
话虽说得非常好听，但东条清楚，仅凭岛上现有兵力挡住美军三个师的进攻可能性不大—看来这东条也不傻，没有相信南云登陆美军有13个师的说法。目前最关键的问题是尽快向岛上派出增援。东条一面敦促小畑尽快回岛主持大局，一面责成作战部迅速制定增援计划。作战课计划在23日派出由1艘高速运输船、3艘军用运输艇组成的船队，为塞班岛送去2000立方米物资和1000名兵员。其中包括可供五个大队使用的47毫米速射炮，供一个大队使用的200毫米臼炮，5门300毫米臼炮，一个坦克小队和一个火箭筒中队及弹药、丨炸丨药等。海军将为岛上部队送去120毫米高炮炮弹，同时从负责北方防务的第五舰队中抽调2艘重巡洋舰、2艘轻巡洋舰和5-7艘驱逐舰为运输船护航。
仅凭这些力量肯定赶不走美国人。除上述人员装备，参谋本部还拟以驻扎在小巽他群岛的第四十六师团主力登岛增援，该师团尚在本土的第一四五步兵联队奉命在最短时间内在横滨港集结。
但增援部队能否成行，取决于日军能否取得马里亚纳海域的制空权和制海权。岛屿最终归谁所有，全看小泽第一机动舰队和米切尔第五十八特混舰队海上对决的胜负了。