"Zuikaku" получил новые повреждения от близких разрывов: вышли из строя рулевое управление (пришлось перейти на ручное) и средства связи, на полчаса корабль лишился хода. В этих условиях в II часов Одзаве пришлось перейти на крейсер "Oyodo". Самолеты с АВ "Franklin" и "Lexington" подожгли и остановили АВ "Chiyoda. Остальные набросились на легкие крейсера и эсминцы, которые рассыпались по большой площади, пытаясь самостоятельным маневрированием уклониться от воздушных атак. После 11 часов расположение уцелевших японских кораблей было следующим: "Zuikaku" и "Zuiho" под защитой четырех эсминцев и линкора-авианосца "Ise" на 18-узловой скорости шли курсом 345°, в 10 милях за ними 10-узловой скоростью тащился крейсер "Тата", за которым стелился нефтяной шлейф, в 5-6 милях к югу от него другой линкор "Hyuga" вместе с эсминцем кружили вокруг стоящего "Chiyoda", а остальные 2 крейсера и стоящий эсминец находились еще на 10 миль сзади.
Третья волна примерно из 200 самолетов (3/4 из них участвовали в первой волне), взлетевших между 11-45 и 12-00, появилась над японскими кораблями примерное 13-10. На "Zuikaku" вышли в атаку около 80 самолетов с АВ "Lexington" и "Langley". В течение 3 минут (13-21 по 13-23) он был поражен еще шестью торпедами (1 не взорвалась) и четырьмя бомбами, не считая близких разрывов. Первая торпеда попала в середину левого борта, из-за чего затопило внешнее носовое машинное отделение. Затем почти одно- временно в район надстройки попало четыре торпеды. Две поразили левый борт: в котельные отделения №2 и №4 и в командный гальюн около погребов (не взорвалась), две - правый: в котельные отделения №1 и №3 и в торпедный погреб. Три бомбы упали рядом за кормовым подъемником, а последняя - у левой кормовой галереи 127-мм орудий. Еще одна торпеда с левого борта попала в отсек главных рулевых машин.
В 14-14 "Zuikaku", экипаж которого, несмотря на отсутствие пожаров и взрывов, уже был не в силах справиться с поступающей в корпус водой, перевернулся через правый борт и затонул в 220 милях к ENE от мыса Энганьо (19°57'N 126°34'Е).