正如斯普鲁恩斯海军中将所预料的那般，美国潜艇所侦查到的的确是一支庞大的日本舰队，几乎囊括了联合舰队中的主力。因为马里亚纳群岛的战略位置对于日本来说无比重要，所以这一次日本海军是以破釜沉舟的心态来组织这次海战的。从10月15日开始，除了那些老旧的只能在日本近海充当防御炮舰或者训练舰的老旧舰只外，日军联合舰队的所有主力舰只几乎全数出动，向马里亚纳群岛航行而来。日本海军大将山本五十六亲任舰队司令，南云忠一则负责指挥新的快速航母舰队。

这一次日军拥有九艘航空母舰、五艘战列舰、十三艘巡洋舰和二十二艘驱逐舰。其中值得注意的是，日军航母舰队的规模首次超过了太平洋战争的初期。在夏威夷大海战和中途岛大海战之中，日军损失了四艘重型航母，使得舰龄较长的瑞鹤号和翔鹤号在一段时间内成为了日军唯一拥有的两艘重型航母，但是现在情况改变了。日军此次的航母舰队除了拥有大凤、翔鹤、瑞鹤三艘重型航母之外，还拥有隼鹰、飞鹰、龙凤、瑞凤、千岁、千代田六艘中型和轻型航母，舰载机数量达到了498架。虽然仍然比不上美军的900架舰载机，但是要知道在关岛和提尼安岛等岛屿之上，还有第一航空舰队第五基地航空部队角田觉治中将率领的近300架陆基战斗机。

不光是数量上达到了旗鼓相当，日本海军联合舰队更是将压箱底的货都拿了出来，在舰载机质量方面相比美军也并不差。航母上的舰载战斗机几乎全部是最新的烈风式战斗机，这种放大了的零式战斗机不仅具备原来机动灵活的特点，而且在火力、装甲、通信等方面都大为改进。舰载攻击机则统一换成了流星式，这样鱼雷攻击机和俯冲轰炸机就统一了，大大缓解了后勤维保的压力。至于角田觉治的陆基战斗机，则多为雷电式战斗机，这种陆基战斗机的性能甚至比烈风式舰载战斗机还要好，只不过起降距离比较长，机体比较重不适合当作舰载机来使用而已。

正在积极备战的双方并不知道，这是二战进行到现在最大的一次航母对战，甚至在二战以后很多年都保持了这个记录。自从反复地被中国空军教训后，日本海军相比历史上已经大大加快了其飞机的更新换代速度，并没有躺在“零式神话”上睡大觉。而教训的另外一个后果就是日本海军更加重视以航母来构建主要攻击力量，这可以从现有航空母舰的升级之上看出，受伤修复的翔鹤、瑞鹤几乎按照最新的经验更换了所有的飞行装备，包括长长的甲板，它们不仅取消了那些用不上的设计，而且增加了舰载
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