17點前不久，戰鬥暫停下來，利用了這個空隙時間給仍然處於戰鬥警報狀態的艦員們開飯。人們狼吞虎咽地吃著香甜可口的年糕團。即便在這短短的間歇寸間裏，還得盡量利用剩下的六架戰鬥機在上空保持著戰鬥巡邏。汁劃在黃昏時實施攻擊的準備工作也在進行。為了要找到據認為敵人僅有的那艘航空母艦的所在地點，山口海軍少將決定派一架高速偵察機進行搜索。
17點3分，偵察機剛要起飛，瞭望哨喊道：“敵俯衝轟炸機就在頭上了!”敵機是從南西背陽方向飛來的，加以“飛龍號”沒有雷達，所以我們未能及時發現敵機接近。十三架敵機集中向“飛龍號”猛攻。
“飛龍號”的高射炮立即開火。加來艦長下令：“右滿舵!”“飛龍號”動作笨重地向右猛轉，適時地避開了投下來的頭三顆炸彈。但是，更多的敵機接著俯衝下來。最後投中了四顆炸彈，立即引起大火和爆炸。巨大的黑色煙柱騰空而起，“飛龍號”的航速開始減低下來。
四顆炸彈全部擊中艦橋附近，艦橋上的玻璃窗全被震得粉碎。前部升降機的艙麵甲板炸得朝上翻卷，完全擋住了指揮區的視線。大火在飛行甲板上裝好炸彈的飛機間蔓延，堵死了通往機艙的所有通道。在甲板下處於絕境的人們繼續上作，直到被濃煙烈火所壓倒。他們忠於職守，表現了無畏的英雄氣概。
當我們這最後一艘航空母艦中彈負傷時，敵機也開始把注意力轉到警戒艦上。在16點49分，“榛名號”戰列艦就已遭到四架水平轟炸機攻擊，17點7分，又遭到兩架俯衝轟炸機攻擊。但炸彈都沒有命中，“榛名號”完好無損。18點26分，“榛名號”又躲開了敵岸基轟炸機的攻擊。“利根號”重巡洋艦在17點20分遭到三架俯衝轟炸機攻擊；17點28分，又遭到九架俯衝轟炸機攻擊；然後，18點18分，遭到三架岸基轟炸機攻擊，但都未擊中。“築摩號”重巡洋艦在17點32分遭到九架俯衝轟炸機攻擊；17點45分，遭到一架俯衝轟炸機攻擊，18點10分，遭到三架岸基轟炸機攻擊，但也都避開了。
21點23分，“飛龍號”最後完全失去航速，開始傾斜，由於不斷進水，傾斜到十五度。滅火泵受損已不能使用了；舵機也是如此。後來修好了一架滅火泵，拚命地用它來滅火。就在這當中，“飛龍號”又遭到幾架b—17轟炸機攻擊，但未中彈。
第十驅逐艦分隊司令阿部俊雄海軍大佐的旗艦“風雲號”勇敢地和巧妙地開到燃燒中的航空母艦旁邊，來協助滅火，並為艱苦奮戰的艦員提供食物和飲水。“夕雲號”驅逐艦則在旁警戒。
兩次企圖進入機艙的拚死努力都失敗了。最後，到情況已很明顯無法拯救這艘軍艦時，山口海軍少將通過“風雲號”驅逐艦向南雲海軍中將報告，他已命令“飛龍號”艦員棄艦。6月5日2點30分，山口海軍少將指示加末艦長，召集全體艦員到艙麵集合。山口海軍少將對集合在甲板上的大約八百名能應召前來的艦員最後訓話說：
“我身為這個航空母艦戰隊司令官，對‘飛龍號’和‘蒼龍號’的損失負全部責任。我將與本艦共存亡。我命令你們全體離艦，繼續為天皇陛下效忠。”
山口海軍少將的幕僚請求跟他一起留在艦上，但被山口堅決拒絕了。他們隻好忍痛向停在一旁的“風雲號”驅逐艦轉移。臨別前，他們從就在身旁的一個淡水桶裏倒了一杯淡水，山口海軍少將同他的幕僚用這杯水黯然飲別。首席參謀伊藤海軍中佐問他，是否有什麽遺言要託付給他。山口說，沒有，隨手把他的黑色戰鬥帽遞給了伊藤，作為紀念品。山口把伊藤帶著的一塊布要過來以便把自己綁在艦橋上，這樣就確保可以同“飛龍號”一起沉到海底。
加來艦長決意要留下來，因此他懇求山口司令官離艦。山口會心地笑了一笑，但搖了搖頭堅決拒絕了加來的請求。一輪皎月照耀在殘破的航空母艦的甲板上，這兩位指揮官跟他們的部下訣別了。
“飛龍號”的倖存人員已開始向“風雲號”轉移。這時，第十驅逐艦分隊司令阿部海軍大佐親自來到“飛龍號”上，再三請求山口海軍少將和加來艦長離艦，但沒有達到目的。最後一批人員離開“飛龍號”後，山口和加來登上艦橋，人們最後看到他們在向長時期以來在他們手下服役的人們招手訣別。
“風雲號”和“夕雲號”驅逐艦於是離開了“飛龍號”，遵照山口海軍少將的最後指示，阿部海軍大佐下令擊沉“飛龍號”。5點10分，“風雲號”和“夕雲號”向“飛龍號”發射了魚雷，在一陣震耳欲聾的爆炸聲後，這艘龐大的航空母艦開始下沉。東方剛剛開始發白，阿部海軍大佐看到魚雷爆炸後，相信他的任務已經完成，隨即命令這兩艘驅逐艦撤離。5點40分，“大和號”收到阿部海軍大佐的報告稱，“飛龍號”已被擊沉，地點北緯31°38′，西經178°51′。但一小時二十分鍾後，派到東麵尋找南雲部隊的“鳳翔號”輕型航空母艦的一架偵察機發現，“飛龍號”仍然漂在水上。這架飛機報告說，它看到“飛龍號”上還有人，並對這艘仍然冒著煙的被棄軍艦拍了幾張照片。
</br>
17點3分，偵察機剛要起飛，瞭望哨喊道：“敵俯衝轟炸機就在頭上了!”敵機是從南西背陽方向飛來的，加以“飛龍號”沒有雷達，所以我們未能及時發現敵機接近。十三架敵機集中向“飛龍號”猛攻。
“飛龍號”的高射炮立即開火。加來艦長下令：“右滿舵!”“飛龍號”動作笨重地向右猛轉，適時地避開了投下來的頭三顆炸彈。但是，更多的敵機接著俯衝下來。最後投中了四顆炸彈，立即引起大火和爆炸。巨大的黑色煙柱騰空而起，“飛龍號”的航速開始減低下來。
四顆炸彈全部擊中艦橋附近，艦橋上的玻璃窗全被震得粉碎。前部升降機的艙麵甲板炸得朝上翻卷，完全擋住了指揮區的視線。大火在飛行甲板上裝好炸彈的飛機間蔓延，堵死了通往機艙的所有通道。在甲板下處於絕境的人們繼續上作，直到被濃煙烈火所壓倒。他們忠於職守，表現了無畏的英雄氣概。
當我們這最後一艘航空母艦中彈負傷時，敵機也開始把注意力轉到警戒艦上。在16點49分，“榛名號”戰列艦就已遭到四架水平轟炸機攻擊，17點7分，又遭到兩架俯衝轟炸機攻擊。但炸彈都沒有命中，“榛名號”完好無損。18點26分，“榛名號”又躲開了敵岸基轟炸機的攻擊。“利根號”重巡洋艦在17點20分遭到三架俯衝轟炸機攻擊；17點28分，又遭到九架俯衝轟炸機攻擊；然後，18點18分，遭到三架岸基轟炸機攻擊，但都未擊中。“築摩號”重巡洋艦在17點32分遭到九架俯衝轟炸機攻擊；17點45分，遭到一架俯衝轟炸機攻擊，18點10分，遭到三架岸基轟炸機攻擊，但也都避開了。
21點23分，“飛龍號”最後完全失去航速，開始傾斜，由於不斷進水，傾斜到十五度。滅火泵受損已不能使用了；舵機也是如此。後來修好了一架滅火泵，拚命地用它來滅火。就在這當中，“飛龍號”又遭到幾架b—17轟炸機攻擊，但未中彈。
第十驅逐艦分隊司令阿部俊雄海軍大佐的旗艦“風雲號”勇敢地和巧妙地開到燃燒中的航空母艦旁邊，來協助滅火，並為艱苦奮戰的艦員提供食物和飲水。“夕雲號”驅逐艦則在旁警戒。
兩次企圖進入機艙的拚死努力都失敗了。最後，到情況已很明顯無法拯救這艘軍艦時，山口海軍少將通過“風雲號”驅逐艦向南雲海軍中將報告，他已命令“飛龍號”艦員棄艦。6月5日2點30分，山口海軍少將指示加末艦長，召集全體艦員到艙麵集合。山口海軍少將對集合在甲板上的大約八百名能應召前來的艦員最後訓話說：
“我身為這個航空母艦戰隊司令官，對‘飛龍號’和‘蒼龍號’的損失負全部責任。我將與本艦共存亡。我命令你們全體離艦，繼續為天皇陛下效忠。”
山口海軍少將的幕僚請求跟他一起留在艦上，但被山口堅決拒絕了。他們隻好忍痛向停在一旁的“風雲號”驅逐艦轉移。臨別前，他們從就在身旁的一個淡水桶裏倒了一杯淡水，山口海軍少將同他的幕僚用這杯水黯然飲別。首席參謀伊藤海軍中佐問他，是否有什麽遺言要託付給他。山口說，沒有，隨手把他的黑色戰鬥帽遞給了伊藤，作為紀念品。山口把伊藤帶著的一塊布要過來以便把自己綁在艦橋上，這樣就確保可以同“飛龍號”一起沉到海底。
加來艦長決意要留下來，因此他懇求山口司令官離艦。山口會心地笑了一笑，但搖了搖頭堅決拒絕了加來的請求。一輪皎月照耀在殘破的航空母艦的甲板上，這兩位指揮官跟他們的部下訣別了。
“飛龍號”的倖存人員已開始向“風雲號”轉移。這時，第十驅逐艦分隊司令阿部海軍大佐親自來到“飛龍號”上，再三請求山口海軍少將和加來艦長離艦，但沒有達到目的。最後一批人員離開“飛龍號”後，山口和加來登上艦橋，人們最後看到他們在向長時期以來在他們手下服役的人們招手訣別。
“風雲號”和“夕雲號”驅逐艦於是離開了“飛龍號”，遵照山口海軍少將的最後指示，阿部海軍大佐下令擊沉“飛龍號”。5點10分，“風雲號”和“夕雲號”向“飛龍號”發射了魚雷，在一陣震耳欲聾的爆炸聲後，這艘龐大的航空母艦開始下沉。東方剛剛開始發白，阿部海軍大佐看到魚雷爆炸後，相信他的任務已經完成，隨即命令這兩艘驅逐艦撤離。5點40分，“大和號”收到阿部海軍大佐的報告稱，“飛龍號”已被擊沉，地點北緯31°38′，西經178°51′。但一小時二十分鍾後，派到東麵尋找南雲部隊的“鳳翔號”輕型航空母艦的一架偵察機發現，“飛龍號”仍然漂在水上。這架飛機報告說，它看到“飛龍號”上還有人，並對這艘仍然冒著煙的被棄軍艦拍了幾張照片。
</br>