当航母投入交战时，通常以战斗机突破对方的空中拦截，掩护随后的俯冲轰炸机进行高速投弹。趁对方注意力被吸引开时，速度较慢的鱼雷轰炸机则从低空进入投放鱼雷。不过由于侦察、指挥手段和飞机性能等方面的局限，这样的配合即使在演习中也很难达成。中途岛一战，美军3支TBD鱼雷轰炸机中队在己方战斗机尚未赶到时就率先发起攻击，结果几乎全军覆没。也正因为日军忙于拦截这些鱼雷机，反倒让来迟一步的SBD俯冲轰炸机乘虚而入，几分钟内就使3艘日本航母遭受灭顶之灾。此后双方又各损失一艘航母，主要也归功于俯冲轰炸机。此役美方虽然获胜，但也被击落近一半的飞机，暴露出制空能力仍然不足。对此，美军不仅提高航母雷达的搜索距离，换装新型舰载机，还把战斗机的比例增加到60%以上（部分具有对地对海攻击能力），反舰时更倚重突防能力强的俯冲轰炸机，瘫痪目标后再用鱼雷彻底解决。而日本海军航空兵元气大伤后从装备到人员都未能及时补充，逐渐丧失了自保和反击的能力，剩余的航母连同被寄予厚望的“武藏”、“大和”等超级战舰都陆续沦为美军飞机的活靶。在夺岛作战中，美国海军和陆军飞机的密集轰炸也有效破坏了日军的海上补给线，使其陷入孤立和被动的局面。
正是SBD“无畏”俯冲轰炸机投下的炸弹决定了中途岛战役的胜负
“大和”号战列舰徒劳地躲避着来自空中的打击，最终还是葬身海底
当战线逐步推向日本本土，负隅顽抗的日军使出了最为疯狂的一招——“神风”自杀式攻击。挑选出来的飞行员驾驶装满炸药的飞机，在其它飞机的掩护下硬闯美军舰队的防空体系，撞向重要目标，试图以“一机换一舰”来削弱美军装备上的优势。有的“神风”机为躲避雷达从距海面只有10～15米的超低空接近目标，再突然跃升至500米后向下撞击。也有的从6千米高度先以20度角边加速下滑边寻找目标，在1千米高度改以50度角对准目标俯冲。如果携带炸弹，“神风”机会在撞击前先投弹，以扩大破坏效果。除了利用现有的机型，日本还研制出装有1吨炸药的“樱花”小型载人飞弹，由轰炸机吊挂到高空投放。启动自身的火箭发动机后，“樱花”的时速可超过600千米，使对方很难拦截。尽管给美军制造了不少恐慌和损失，但在失去制空权、缺乏有经验飞行员的困境下，“神风”已无力扭转败局。相比之下，美军试验的电视和红外制导反舰炸弹更为先进，只是技术尚不成熟，到二战结束也未投入实战。
有去无回的“樱花”特攻飞机
一架日本鱼雷轰炸机冒着密集的防空炮火冲向美军航母
“神风”自杀式攻击是空对舰作战中最惨烈的一幕