领队渊田美津雄没有跟随机队回航母,而是盘旋在战场上空,等待着第二攻击波。
第二攻击波在8点15分到来,包括七十八架轰炸机、五十四架鱼雷机、三十五架零式战机。这波次攻击遭到美军防空火力的有力反击,二十七艘驱逐舰、五艘巡洋舰和三艘战列舰仍有战斗力,加上岸上的炮台一起组成了火力网。
第一攻击波中,日军只损失了九架飞机,包括一架俯冲式轰炸机、三架零式战机和五架鱼雷机。到第二攻击波时,日军损失了六架零式战机和十四架俯冲轰炸机,换来的战果却寥寥。美军的潜艇基地、海军船坞、海军供应中心和几乎拥有日本全部石油储量的油库都得以保全,因为日本未能在战前获得这方面的情报。
渊田随第二攻击波的飞机返回南云特混舰队,他要求再派第三攻击波去攻击地面固定设施,但是被南云忠一否决了。
日军以二十九架飞机和五十五人的代价,击毁美军五艘战列舰、三艘驱逐舰、一艘布雷艇、一艘疑似航母(犹他号战列舰)和二百架飞机,美军人员方面有两千零八名海军官兵、一百零九名海军陆战队员、二百一十八名陆军官兵和六十八名平民阵亡,总计两千四百零三名美国人。南云不想暴露自己舰队的位置,更想保住这份惊人的战果。