由于日舰队的实际位置比侦察机报告的位置远60海里。一些美机返航时因燃油耗尽而在海上迫降。还有一些飞机返航着舰时发生严重碰撞事故。仅此两项,就损失飞机约83架。21日晨,美侦察机发现,小泽机动舰队已在369海里以外的海域以20节航速向西北驶去。斯塔鲁恩斯认为,消灭日本机动舰队的机会已经丧失,便决定停止追击,向塞班岛靠拢,以使快速航母特混编队配合联合远征军继续完成登陆任务。
在这次海战中美军的舰只未沉一艘,仅仅损失舰载机110余架。它虽未歼灭敌人舰队,可是取得了制空、制海权,完全封锁了登陆地域,使马里纳亚地区的守军得不到任何增援,确保了马亚里纳群岛登陆战役的顺利实施。而日军则有3艘大、中型航空母舰被击沉,还有几艘航空母舰被击伤,它所投入的439架母舰飞机损失395架,还有19架被击伤,仅保全下来25架。舰载机的飞行员损失殆尽。航母舰群已成为当时海战的主要战力。这次海战的损失使日本联合舰队的作战能力在短期内难以得到恢复,美军从而获得了继续横渡太平洋的更为有利的条件。
莱特海战
日军于1944年7月上旬失掉塞班岛后,菲律宾、台湾、琉球和小笠原群岛都成了它的防御第一线,无法准确判断盟军的下一攻势将指向其中的哪个方向,甚至担心直指日本本土。