1944年3月，日本以航空母艦為核心組建第一機動部隊。同時，日軍制定了「阿號」作戰計劃，希望通過一場海空決戰，殲滅美太平洋艦隊主力，從而遏止美軍跨越太平洋強勁的反攻勢頭。日本第一機動部隊總兵力數量達到航空母艦9艘、戰列艦5艘、巡洋艦13艘、驅逐艦28艘，合計大中型水面艦艇55艘、艦載機430架，艦員4萬餘人。但是美方實力更勝一籌，美太平洋第五艦隊第58特混編隊由米切爾指揮，轄有航空母艦15艘、戰列艦7艘、巡洋艦21艘、驅逐艦67艘，合計大中型水面艦艇110艘、艦載機890架，艦員10萬餘人；與日本的第一機動部隊相比，大中型水面艦艇為2比1，艦載機超過2比1，艦員為2.5比1，整體上佔有2比1以上的絕對優勢。
6月19日，日艦隊的航空母艦派出326架艦載機鋪天蓋地殺向美艦隊。但是，日艦載機先發制人的攻擊，未能突破美航空母艦編隊日趨完善的防禦。在日方艦載機進攻受阻之際，更大的災難降臨了。美「大青花魚」號潛艇突破日航空母艦對潛警戒，對「大鳳」號航空母艦成功實施了魚雷攻擊，致使該艦沉沒；接著，美「棘鰭」號潛艇如法炮製，發射魚雷，有3枚命中「翔鶴」號航空母艦，也使該艦沉沒。
20日16時36分，美11艘航空母艦同時放飛艦載機，向日艦隊飛去。由於日艦載機飛行員技不如人，空戰中被來襲的美機擊落65架。美艦載機一舉將「飛鷹」號航空母艦擊沉，並擊傷「瑞鶴」號、「隼鷹」號、「千代田」號3艘航空母艦和2艘擔負伴隨補給的油輪。這2艘油輪因傷勢嚴重，無法挽救，後自行鑿沉。剩餘日艦，連夜西駛，逃離戰場。20日夜晚，日美雙方艦隊各自撤退收兵。馬裡亞納海空大決戰中，美軍取得的主要戰果是：擊沉3艘航空母艦，擊傷3艘航空母艦，擊毀艦載機380餘架。日軍取得的主要戰果是：擊傷2艘航空母艦、1艘戰列艦和1艘驅逐艦，擊毀艦載機106架。馬裡亞納海戰的結局決定了制海、制空權歸屬於美軍。美軍乘勝出擊，順利完成了攻佔馬裡亞納群島的作戰任務。
航空母艦編隊的實力是艦隊乃至海軍實力的核心。美、日雙方艦隊爭奪制海權的王牌不約而同地鎖定了航空母艦編隊，美、日雙方艦隊決戰的實質性內容不約而同地表現為航空母艦編隊的對陣、攻防、消長。太平洋戰爭爆發以來，大小海戰此起彼伏，但凡具有較高軍事價值和戰略意義的海戰，都有航空母艦參加或由航空母艦擔當主力。先發制人的單一艦隊戰術在日趨複雜的海戰場中很難取得預定戰果。在雙方航空母艦編隊實力勢均力敵、旗鼓相當的局勢下，艦載機先發制人攻擊更有決定勝負的功效。因此，每次決戰機會降臨時，交戰雙方航空母艦編隊的指揮官都力求艦載機先發制人的攻擊。馬裡亞納海戰中的日本艦隊指揮官小澤也不例外，重複使用艦載機先發制人攻擊的絕招。但令他失望的是，先發並未制人，日本艦隊艦載機先發制人的攻擊被美國艦隊多層次、嚴密有效的對空防禦圈成功化解。
艦、空、潛三位一體攻防結合、體系制勝是海戰發展的大趨勢。美國艦隊在馬裡亞納海戰中並未一味追求艦載機先發制人的攻擊，而是審時度勢、隨機應變，取得了後發制人的效果；同時，加強了航空母艦編隊編成中潛艇兵力的協同使用，以潛艇在水下的突防和突襲呼應艦載機的空中攻擊，對敵艦隊構成了立體的威脅。美國艦隊的整體作戰能力顯現出巨大的優勢，為奪取海戰勝利、創造驕人戰績奠定了堅實基礎
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