1942年5月8日，日本攻擊機群發現了體型龐大的“列剋星敦”號。零式戰鬥機立即上前與野貓糾纏，掩護日軍魚雷機隊向前突進。
11時16分,“列剋星敦”號的瞭望哨高呼：“敵魚雷機，在左舷。”只見日軍第一波9架魚雷機正從左舷掠海逼進,距海面高度僅僅15米。配置在外圍防禦的巡洋艦和驅逐艦立即猛烈開火,日機紛紛提升高度,從護航艦隻上空一閃而過,直插圓型陣中心的航母。
謝爾曼艦長迅速下令“右滿舵”,用航母較窄的艦尾對著敵機來襲的方向以減少被擊中的機率。“列剋星敦”號龐大的身軀花了半分多鐘才開始右轉，還未等它做出有效規避,變得越來越清晰的日機已經開始攻擊。
日機相互間的配合堪稱完美，轟炸機的高空俯衝和魚雷機的低空雷擊幾乎同時打響。日軍魚雷機群採用的依然是兩舷夾擊戰術。金澤卓一指揮的4架魚雷機負責從左側進攻,市原辰雄帶領的10架魚雷機從右舷進攻。艦員們眼睜睜地看到兩條翻著白色泡沫的魚雷徑直奔向航母的左舷。
11時20分,“列剋星敦”號巨大的艦體一震,左舷水線附近噴出巨大火舌,日軍的第一條魚雷準確擊中母85號肋位,致使左舷油艙進水,艦艏防雷護殼被生生擊穿。僅僅一分鐘後,又一條魚擊中了左舷第60到65肋位,造成該油艙進水,兩臺升降機因液壓失效停運。這條魚雷完全破壞了防護殼內的主船體,海水開始從破洞處洶湧而入,左舷多個隔艙進水,航母迅速出現了6度左傾。
來自水面的打擊還沒結束,空中打擊已經接踵而至。從4000米高空俯衝而下的19架轟炸機從順風背光方向呼嘯而至。就在第一條魚雷擊中航母的幾乎同時,日機一顆250公斤炸彈準確落在左舷前炮位三門127毫米炮中間,正在怒吼的火炮全部沒了聲息,炮組炮手全體陣亡。第二顆炸彈很快落在艦橋和煙囪中間,將煙囪底座徹底炸壞。伴隨著此起彼伏的爆炸聲，攻擊持續了40分鐘。
11時50分日機開始返航。“列剋星敦”身中2雷2彈，戰損不算嚴重，仍然有相當強的戰鬥力。
此時“列剋星敦”號正向北行駛，隨著形勢不斷好轉,菲奇少將下令為已經返航的戰機加油掛彈,為發動下一次攻擊做好準備。航空汽油的補給裝置打開了,幾乎已經空箱的艦載機開始依次接受補給,從破損管線洩漏出來的汽油蒸氣開始四處蔓延。
12時45分,“列剋星敦”號的艦體深處發出了一聲低沉的爆炸聲,引發的震動比戰鬥中任何一次中雷或中彈都更厲害。爆炸是在損管指揮所附近瞬間發生的,幾名損管隊員當場身亡。爆炸原因在於一名損管隊員在啟動電動機時迸發出微弱的電火花,引燃了瀰漫艦內的汽油蒸汽。
13時05分,第二次爆炸巨響傳來,比上一次更加猛烈。爆炸激起的氣浪將堅固的鋼製水密門和艙蓋沖毀,引發的大火越燒越旺,局面幾乎到了失控的危險境地。
情況越來越糟,接二連三的爆炸摧毀了消防管道,通訊中斷,只好由人搭起一條百餘米的“肉體線路”,口頭傳達謝爾曼艦長的命令。新麻煩很快出現,由於主電纜被大火燒燬導致電動舵失靈,軍艦航行受到影響,左右擺動的巨大艦體對周圍的護航船隻造成了極大威脅,控制鉅艦的唯一辦法只剩下駕駛室裡的手操舵輪。艦內照明電源被切斷了,全艦一片漆黑。由蓄電池供電的應急照明燈打開了,但在濃煙霧氣中僅僅只能照出一米多遠。在下層甲板奮戰的艦員均戴上了防煙面具,不斷有人被燻倒。四名被嚴重燒傷的水兵幾乎全身赤裸,醫生給傷員注射了嗎啡,並在傷口上塗抹鞣痠軟膏,還不斷有傷員被抬過來。
14時30分,“列剋星敦”號上爆發的第三次爆炸比前兩次來得更加猛烈,徹底毀掉了鍋爐艙和輪機艙內的全部通風系統,肆虐的大火使得附近艙室的溫度迅速上升到70度,不時有水兵在高溫中倒下。
下午16時,由於通風系統始終無法恢復,謝爾曼下達了熄火和放棄機艙的命令。機艙人員熄滅鍋爐並打開了安全閥,鍋爐內的蒸汽噴湧而出,十六臺主鍋爐一起排氣的長嘯聲如雷貫耳。艦尾四個巨大青銅螺旋槳慢慢停止轉動,軍艦緩緩停了下來。
16時30分,謝爾曼下令底艙所有人員全部向甲板上轉移。底艙人員的撤離步步兇險,那裡已經是一片火海,被燒得通紅的艙壁上,厚厚的油漆開始噼噼啪啪地脫落。更令人恐怖的是,無法控制的火勢正在向機械車間迅速蔓延,那裡存放著48條MK13魚雷和20顆454公斤航空炸彈。一旦大火引爆這些可怕的傢伙,後果不堪設想。
下午17時整,謝爾曼無奈下達了棄艦命令。謝爾曼打訊號請求派巡洋艦和驅逐艦將航母上的艦員接走,航母上16架艦載機全部升空到“約克城”號上降落。
18時30分,“列剋星敦”號發生了沉沒前最劇烈的一次爆炸,顯然是大火引爆了機械車間那些魚雷和重磅炸彈。衝擊波將甲板上的飛機和大塊鋼結構拋向幾十米的高空,巨大的火柱夾著黑色濃煙和白色蒸氣直衝雲霄。遠遠望去，“列剋星敦”就是一艘火船。
19時15分,金凱德少將無奈命令一艘驅逐艦將“列剋星敦”號擊沉。驅逐艦對熊熊燃燒的航母一連發射了5條魚雷,艦上巨大的火舌夾雜著煙氣直衝天空,白熱化的鋼板遇水彎曲變形發出尖利的嘶叫聲。
19時52分,這艘鉅艦終於突然向左一個翻轉緩緩沉入海底。
