ต่อมา นายพลเรือสปรูเอ๊นท์ ส่งเรือลาดตระเวน 2 ลำ และ เรือพิฆาต 2 ลำมา ช่วยยิงปืน ปตอ. คุ้มกันเรือบรรทุกเครื่องบิน พอถึงเวลา 13.20 น . หม้อน้ำ 3 ลูกก็ทำงานได้ เรือแล่นได้ 20 นอต ไฟยังคงไหม้อยู่ แต่สามารถควบคุมได้ ต้องส่ง เครื่องบินลาดตระเวนรบ ไปลงที่เรือลำอื่น ๆ และกำลังติดอาวุธให้กับ เครื่องบินโจมตี ที่เหลืออยู่
ประมาณ 1 ชั่วโมงต่อมาเรือลาดตระเวนก็ตรวจจับการโจมตีอีกระลอก จาก ฮีร์ยู้ ได้ ประกอบด้วยเครื่องบิน ปลอยตอร์ปิโด 10 เครื่อง และ ซีโร่คุ้มกันอีก 6 เครื่องมุ่งหน้าไปทาง ยอร์คทาวน์ และเป็นอีกครั้งหนึ่งที่การเติมเชื้อเพลิงต้องหยุดลง แต่ก็มีเวลาพอที่จะส่ง เครื่องบินขับไล่ 8 เครื่องบิน ขึ้นไปสกัดกั้นได้
แต่คราวนี้เครื่องบินขับไล่สกัดกั้นการโมตีไม่ได้ผลเท่าที่ควร คาเต 2 เครื่อง ถูกยิงตกก่อนถึงเป้าหมาย เครื่องบินขับไล่สหรัฐ พยายามสกัดกั้น แต่ คาเต ก็ผ่านการระดมยิงอย่างหนาแน่น ปตอ. หยุดการ ปล่อยตอร์ปิโด ได้ 4 ลูก แต่ที่เหลือสามารถ ปล่อยตอร์ได้ เรือยอร์คทาวน์ ก็พยายามหลบหลีกแต่ก็หลบไม่หมดตอร์ปิโด 2 ลูก วิ่งชน ยอร์คทาวน์ ทางกราบซ้าย แต่กระนั้น ก็มี คาเต เพียง 5 เครื่อง เท่านั้น ที่กลับไปยัง ฮีร์ยู้ ได้เพื่อรายงานว่าสามารถจม เรือบรรทุกเครื่องบินได้สำเร็จ แต่ผู้บัญชาการของญี่ปุ่นก็แทบไม่เชื่อสายตาตัวเองว่า เรือที่เสียหายหนักในตอนเช้า จะสามารถปฏิบัติการได้อีกในตอนบ่าย หลังการโจมตีจึงสรุปว่า ได้ทำลายเรือบรรทุกเครื่องบิน ไปหมดแล้วทั้ง 2 ลำ และ โดยเหตุบังเอิญที่เรือของกองเรือที่ 16 และ 17 เป็นเรือชั้นเดียวกัน จึงมีรูปร่างเหมือน ๆ กัน ยอร์คทาวน์ ได้รับความเสียหายอย่างหนัก แต่ยังลอยลำอยู่ได้ แต่เครื่องยนต์หมดกำลัง จึงได้แต่ลอยอยู่นิ่ง ๆ ได้ส่งเครื่องบินทั้งหมด ไปที่เรือลำอื่นๆ แล้ว และกำลังสูบน้ำออกจากเรือ พอถึงเวลา 15.00 น. เรือเอียง 26 องศาทางกรายซ้ายจึงมีคำสั่งให้สละเรือ
และในขณะที่การโจมตี ยอร์คทาวน์ ดำเนินอยู่นั้น เครื่องบินดอนเลสส์ ที่ถูกส่งขึ้นไปก่อนหน้านั้น ได้รายงานว่าพบตำแหน่งของ ฮีร์ยู้ แล้ว ผู้บัญชาการของสหรัฐจึงได้ ส่งเครื่องบินอกไปโจมตี มี ดิวาสเตเตอร์ 4 เครื่อง ดอนเลสส์ 24 เครื่องจากเอ็นเตอร์ไพรส์ ดอนเลสส์ 22 เครื่อง จาก ฮอร์เนต พร้อมกับ เครื่องบินขับไล่อีก 50 เครื่อง ฮีร์ยู้ กำลังเตรียมตัวโจมตีเป็นครั้งที่ 3 แต่ก็ต้องเลื่อนออกไปเพื่อให้นักบินที่เหน็ดเหนื่อย ได้มีเวลากินอาหารเย็น แต่ยังไม่ทันได้กินกันเสร็จ เครื่องบินดำทิ้งระเบิดได้บินมาจากทางแสงอาทิตย์เพื่อโจมตี ส่วนเครื่องบินลำอื่น ๆ โจมตีเรือคุ้มกัน 3 ลูกแรกถูกทิ้งลงมาแต่พลาดเป้าหมายไป และ อีก 4 ลุกถูกทิ้งลงมาอีก 2 ลูกแรก จากจำนวน 4 ลูก ตกลงบนเรือบริเวณหอบังคับการณ์ และอีก 2 ลุกที่กลางลำเรือ มีเสียงระเบิดดังสนั่นหวั่นไหวในห้องเก็บเครื่องบิน ลูกระเบิดในคลังนั้นระเบิดออกดังกึกก้องไปทั่วบริเวณ ทั้ง ๆ ที่ถูกระเบิด ฮีร์ยู้ ก็แล่นต่อไปได้ด้วยความเร็ว 24 นอต ไม่มีอะไรจะหยุดยั้งการลุกไหม้ได้เพราะเครื่องมือดับเพลิงเสียหายหมด ไม่ช้าไฟก็ไหม้ท่วมทั้งลำ ไฟไหม้อยู่ตลอดคืน และ มีคำสั่งสละเรือเมื่อ 02.00 น. และจมลงเมื่อ 09.01 น. ของเช้าอีกวัน
