下午13时30分，航空燃料和氧气瓶进一步加大了火势，烈火吞噬了飞行甲板，分隔机库的防火板也无法阻止火势的蔓延。随着舰首没入水中，海水渐渐淹没了整个前部甲板。一切预示着“翔鹤”号已经无可救药，舰长松原大佐命令所有活着的人到干舷集合，准备下达弃舰命令。水兵们忙着把救生艇和各种可漂浮物体抛入水中，轻巡洋舰“矢矧”号靠上来试图提供援助。舰上火势越来越猛，海水冲入甲板下的大型舱室，使航母渐渐竖了起来，甲板上的人纷纷摔倒或滑向前方。一些人跌入已打开的升降机，掉进下方炽热的火中被烧成灰烬。很快又接连发生了四次惊天动地的爆炸，14时08分至11分，“翔鹤”号船头朝下、船身垂直没入海中，发出一声“低沉的咆哮”后消失了。后来一位日本史学家这样写道，“海面上的幸存者们开始‘血流满面’地唱起了‘翔鹤’号舰歌。”参加偷袭珍珠港的6艘日军大型航母只剩下“瑞鹤”号“一枝独秀”了。
“矢矧”号和“浦风”号冲上前去，竭力搭救落水者。但被救起者只有可怜的600人，多达1263人随舰沉没—其中水兵887人，第六零一航空队376人。陪葬的还有2架“天山”、5架“彗星”和3架九九式俯冲轰炸机。“翔鹤”号下沉时，舰长松原大佐被大水冲下了舰桥，他拒绝接受救生艇营救，誓与航母共存亡。但最终还是被几名水兵强行拖上了“矢矧”号。
就在“翔鹤”号与大火搏斗的同时，小泽旗舰“大凤”号上的状况也在持续恶化。这艘号称“不沉的战舰”只是被命中一条鱼雷，伤势并非十分严重。在内务长土桥豪实海军中佐的指挥下—颇具戏剧性的是，两年前在中途岛，土桥以运用长身份参与了“赤城”号的灭火作业，结果一样—损管队员们很快排空了积水，堵住破洞使储油罐不再漏油。只有升降机非一时半会就能修好，但是这一缺陷只会减弱航母的战斗力，还不至于带来其它致命伤害。
但随之就出现了另一个问题，锅炉使用的轻质原油挥发出可燃性气体不断从储油罐裂缝中散发出来，随时有被引爆的危险。“大凤”号是初次出海作战，舰上水兵缺乏应对临时危机的实际经验。有人提出，最好是打开舰体内部的通风口，让可燃气体散步到整个舰体中，得到稀释以降低风险。他们在无意中忽略了最重要的一点，“大凤”号采用的是封闭式舰首，可燃气体虽得到稀释却无法扩散出去。若不能及时放空储油罐避免燃油的进一步挥发，舰体内部可燃气体的浓度达到爆炸临界点只是几小时的事情。中午12时之后，严禁抽烟及从事任何可能产生电火花的作业都被叫停。
就在“翔鹤”号沉没后不久，14时32分，几乎就在一刹那间，一条火龙自“大凤”号舰体中部升腾而起，冲破了坚固的装甲甲板。“反潜！反潜！”甲板上的人声嘶力竭地喊道。从远处望去，只见“大凤”号的半个飞行甲板被生生从舰体上撕了下来，和甲板上的飞机一起被掀入大海。小泽旗舰瞬间变得不可收拾。
“大凤”号的舷侧隔壁在爆炸中全部震落，火柱从军舰的两侧喷涌而出，冲向海面。当时舰上还有未来得及起飞的十余架飞机，它们大多已完成加油挂弹。飞机和机库内的鱼雷和航空丨炸丨弹被不断引爆。日本作家福田幸弘在著作《联合舰队塞班、莱特海战记》一书中夸张地形容当时的情景：“厚重的甲板如富士山上的鲜花一般自中间轰然绽开！”不过也有人说，这句话是舰桥上的首席参谋大前敏一大佐说的。从“瑞鹤”号上望去，“大凤”号上战机碎片和人体残肢“如喷泉般不断飞出”，烧得乌黑的尸体接连被抛入海中。动静之大，连很远处的“隼鹰”号都感觉到了。16时刚过，“大凤”号舰尾已被海水淹没，舰长菊池朝三大佐无奈下达了弃舰命令。
前方攻击机群尚未发回准确消息，自己的大型航母已三去其二。绝望的小泽拒绝离舰，誓与“大凤”号同生共死。以小泽的理智—日本投降之后，他以末任联合舰队司令官的身份严禁所有手下人自杀—此举更多是在做做样子。跟随他多年的首席参谋充当了类似中途岛海战时草鹿的角色，大前上前告诉小泽，“长官，现在仗还在打，您要换舰继续指挥，直到我们取得最后的胜利。”
参谋长古村少将同样劝小泽尽快离开，后来他详细记述了当时的情景：“很快我们就清楚无计可施。在舰桥上的我被抛到半空，然后屁股着地倒下。鉴于这样的情况，我向长官建议变更旗舰。长官神色悲壮，紧闭嘴唇，一言不发。不过在舰长和参谋们的不断劝说下，长官最终还是决定变更旗舰。然而大火笼罩着整艘军舰，且军舰左倾导致驱逐舰无法横靠。除使用舰桥后部的小艇逃生外别无他法。在火势直逼脸庞的情况下进行上述作业绝非易事。负责下达‘放下小艇’命令的传令兵无一生还。最后舰桥信号兵解开缆绳放下小艇，我带头第一个登艇作为示范，长官及众幕僚随后也上了小艇，一起转移到最近的驱逐舰‘若月’号上。”老酒猜测，此刻小泽肯定想起了两年前的南云老兄。
由于驱逐舰通讯能力有限，小泽于16时06分率司令部成员登上了“羽黑”号重巡洋舰，次日下午14时再次换乘第一航空战队唯一幸存的航母“瑞鹤”号，其相对良好的通讯条件便于小泽继续指挥，毕竟此时仗还没有打完。
小泽率众离开之后，越来越大的火势引爆了弹药库。一连串惊天动地的巨响之后，“大凤”号开始了毫无希望的倾斜，舰尾渐渐没入水中。指挥损管的土桥中佐正在汽油库附近察看情况，直接被炸得血肉横飞。“矶风”号和“初月”号对逃生者展开了救援，前者甚至直接靠上航母舰尾展开营救。下午16时28分，带着出师未捷身先死的无限遗憾，“大凤”号消失在塞班岛西南920公里，北纬21度05分、东经138度12分的海域。包括第六零一航空队司令官入佐俊冢中佐—他曾被誉为“海军之宝、陆攻之神”—在内的165O名官兵及3架“天山”、4架“彗星”、1架九九式俯冲轰炸机和5架零战随舰沉没。对之前信誓旦旦要报中途岛海战一箭之仇的入佐来说，这次可谓旧仇未报，又添新恨，而且他本人再也没有机会报仇了。不过他能获特晋两级为海军少将，也算没白出来跑一趟。
（正文）
“大凤”号舰桥勤务官近藤敏直少尉后来回忆说，当时舰长菊池大佐拒绝离舰。在目送“矶风”号远去之后，菊池来到后部甲板，用帆布吊床细绳将自己身体固定住。但在航母沉没时，漩涡卷来的铁片将绑绳切断，菊池在意识不清的状态下被接应军舰救起。被寄予厚望的“大凤”号竟如此惨淡收场，尤其它并不属于一条鱼雷即可轻松击溃的脆弱舰艇。事实上除鱼雷威胁之外，它可谓毫无任何战斗航海的缺陷，但致命的缺陷总是蕴藏在出人意料之处。尽管日军舰队在19日成功地避开了美军飞机的打击，但两艘小小美军潜艇的攻击竟然取得了任何人都没料到的巨大战果。
虽然因反潜不力一下子损失了2艘大型航母，但小泽对战局并未完全丧失信心。第一波返航的飞行员报告说，“有敌航母中弹起火”，可见美军并非完好无损，可能损失比自己更大。大多数飞机未能返航，并不能说明它们已经损失，很可能因油料不足直接往关岛或帕劳的陆地机场降落去了，这是战前安排好的战术。他们在岛上完成加油挂弹之后，次日黎明将会继续对美舰发起攻击并返回母舰。可以说到19日日落时分，小泽依然保持着旺盛的斗志。
从中午开始，清晨出发攻敌的少数飞机陆续出现在小泽视野之中。日军残存的7艘航母纷纷转向，收容那些空战中的幸存者。第一航空战队仅存的“瑞鹤”号回收零战15架、战斗轰炸机2架、“彗星”6架、九九式俯冲轰炸机2架和“天山”7架，合计32架。城岛第二航空战队收容零式战斗机19架、战斗轰炸机19架和“天山”8架，总计46架。大林第三航空战队收容零战6架、战斗轰炸机7架、九七式鱼雷机6架和“天山”3架，总计22架。加上栗田舰队战列舰和巡洋舰上的27架水上飞机，小泽手中还有飞机127架，可堪一战。如果有更多飞机在关岛或雅浦岛机场降落，形势对日军来说远非绝望。小泽认为，自己必须呆在这里等他们回来—这回美国人的机会来了。
17时20分夕阳西下，暗夜即将来临。小泽知道自己的飞行员不具备夜间在航母上降落的能力，遂决定暂时脱离战场，次日再战。他在“羽黑”号上向各部发出了“全军北上”的命令。暗夜笼罩了太平洋，伤痕累累的日军舰队渐渐隐去了行踪。