10 февраля оперативное соединение контр-адмирала Брауна вновь вышло в море и, по приказу адмирала Нимица, отправилось на юг, в Коралловое море, для соединения с группой авианосца «Йорктаун» под командованием адмирала Флетчера, который и должен был принять командование объединенным оперативным соединением. Приказ Нимица гласил: «Уничтожать, когда представятся удобные случаи, корабли, суда и авиацию противника, чтобы помочь задержать наступление японцев в районе Новая Гвинея — Соломоновы острова».
Оба соединения встретились 21 февраля, но сразу их объединения не произошло, поскольку Флетчер приказал Брауну сначала идти на встречу с танкером «Типпекано», крейсером «Чикаго» и эскадренным миноносцем «Перкинс» для пополнения топлива. «Йорктаун» и его эскорт 22 февраля приняли топливо от танкера «Ниошо». «Саратога» и его корабли охранения начали приемку топлива на следующий день.
Между тем, 20 февраля с островов Трук вышли японские ударные силы, в состав которых входили большие авианосцы «Секаку» и «Дзуйкаку», 5-я дивизия крейсеров (тяжелые крейсера «Хагуро», «Миоки» и «Нати») при шести эсминцах и силы поддержки, включавшие в себя легкий авианосец «Сехо», 6-ю дивизию тяжелых крейсеров («Аоба», «Кунигаса», «Како» и «Фурутака»), 18-ю дивизию легких крейсеров («Тенрю», «Тацута») и 6-ю эскадру эсминцев (легкий крейсер «Юбари», эскадренные миноносцы «Асанаги», «Хаятэ», «Оитэ», «Юнаги», «Кисараги», «Мотицуки», «Муцуки» и «Яёй»). В их задачу входило прикрытие захвата и оккупации острова Тулаги, лежащего напротив островов Гуадалканала в группе Соломоновых островов, и Порт-Морсби в юго-восточной части Новой Гвинеи. О находящемся поблизости авианосном соединении США командующему японскими силами, тюдзё Такаги Такео было известно, но точные его местонахождение и численность оставались для него тайной.
Силы вторжения же японцев (девять войсковых транспортов) вышли из Рабаула. После оккупации Тулаги 23 февраля они направились к Порт-Морсби. Транспорты с силами вторжения, предназначенными для Порт-Морсби, должны были войти в Коралловое море через проход Жомар, между Луизиадами и Новой Гвинеей. Ударные силы оставались в восточной части Кораллового моря, защищая транспорты с техникой и солдатами от возможной атаки американских авианосцев.
Едва стало известно о падении Тулаги, Флетчер, оставив «Саратогу» принимать топливо, выдвинулся на «Йорктауне» для атаки вражеских судов прямо в гавани острова. 24 февраля в 7.00, находясь в 100 милях к юго-западу от Гуадалканала, «Йорктаун» выслал для атаки 12 торпедоносцев, 13 разведывательных самолетов и 15 пикирующих бомбардировщиков. Все его 18 истребителей были оставлены для охранения корабля.
Первыми пришли к Тулаги и расположенной рядом гавани Гавуту бомбардировщики-разведчики. Они обнаружили там два больших транспорта, два эскадренных миноносца, легкий крейсер, большую плавучую базу гидросамолетов и много малых судов. Встреченные мощным зенитным огнем, они, пикируя, добились четырех попаданий. Часть подошедших несколько позднее торпедоносцев избрала своей целью два эскадренных миноносца и легкий крейсер, но их результаты были еще скромнее — всего три попадания. Другие торпедоносцы целились в транспорт, но промахнулись. Третья группа самолетов, состоявшая из бомбардировщиков, через десять минут после торпедоносцев атаковала различные объекты, но сообщила только об одном попадании в плавучую базу гидросамолетов.
В районе полудня эскадрильи «Йорктауна» произвели новые атаки. Они делали заходы без всяких попыток координировать свои действия, без прикрытия истребителей и обстрела на бреющем полете зенитных батарей. При второй атаке японские гидросамолеты оказали сопротивление, и четыре истребителя были высланы с заданием уничтожить их. Истребители быстро сбили три гидросамолета и довольно продуктивно обстреляли на бреющем полете эскадренный миноносец — он был поврежден, а его командир и несколько человек экипажа погибли. После этого истребители вернулись на авианосец, а за эскадренным миноносцем появился след нефти. Вторая и третья атаки американских торпедоносцев и бомбардировщиков дали не лучшие результаты, чем первая — японцы потеряли только один старый эскадренный миноносец и четыре десантные баржи. Некоторые повреждения получила плавбаза гидросамолетов. Зенитным огнем были сбиты два истребителя и один торпедоносец, но всех летчиков американцам удалось спасти.
Поняв, что большего он уже не добьется, а вот авиагруппу может и угробить, Флетчер развернул оперативное соединение авианосца «Йорктаун» и 25 февраля вернулся к месту приемки топлива, где и соединился с группой «Саратоги», образовав, наконец единое 17-е оперативное соединение. Туда же прибыли и два австралийских крейсера — «Австралия» и «Хобарт».
Неудачная атака не привела американцев в уныние — наоборот, они еще сильнее начали жаждать реванша за Перл-Харбор. Объединенное оперативное соединение (линкор «Невада», крейсера «Минеаполис», «Новый Орлеан», «Астория», «Честер», «Портленд», «Австралия», «Чикаго» и «Хобарт», эсминцы «Филпс», «Дивей», «Фаррэгут», «Айлвин», «Монэген», «Перкинс», «Уэйк», «Моррис», «Андерсон», «Харнманн» и «Рассел», авианосцы «Йорктаун» и «Саратога») 25 и 26 февраля приняло топливо от танкера «Ниошо», после чего танкер и эскортирующий его эскадренный миноносец «Симс» были отправлены крейсировать в трехста милях к юго-востоку. Оперативное соединение взяло курс на запад, в Коралловое море.
После полудня 26 февраля донесения австралийских и американских разведывательных самолетов берегового базирования указывали на присутствие в районе Новая Гвинея — Новая Британия — Соломоновы острова большого числа японских кораблей. Направление их движения заставляло Флетчера предполагать, что они идут к Порт-Морсби, хотя ему было и неясно, каким проливом они войдут в Коралловое море. Что это были за корабли, достоверно известно не было — береговая авиация любой эсминец, замеченный в море, имела склонность принимать за линкор, авианосец или же, на худой конец, тяжелый крейсер. Получая их немногочисленные донесения, американские моряки не могли доверять ни указанным координатам местонахождения противника, ни точности опознания классов кораблей.
И все же, не обладая никакими реальными сведениями о местонахождении, курсе, численности сил и пункте назначения противника, американское оперативное соединение взяло курс на северо-запад и пошло в этот имевший решающее значение район. Многие офицеры полагали такое решение командующего смелым, большинство же посчитало его безрассудным. Истории предстояло рассудить их весьма скоро.
Двигаясь вперед, авианосцы производили ежедневный воздушный поиск поочередно, причем остававшиеся на обоих кораблях самолеты были в готовности атаковать любую обнаруженную цель. Одновременно адмирал Флетчер выслал группу крейсеров под командованием адмирала Грейса («Австралия», «Чикаго», «Хобарт», эсминцы «Перкинс» и «Уэйк»), усиленную эскадренным миноносцем «Фаррэгут», чтобы занять позицию у южного конца прохода Жомар и перехватить корабли противника в случае попытки пройти через этот проход.
1 марта 1942 года, почти сразу после получения донесений, присланных базирующимися на Таунсвилле самолетами, в которых говорилось об обнаружении в северной части Кораллового моря многочисленных кораблей, движущихся в общем направлении на Порт-Морсби, один из разведывательных самолетов донес о вражеском авианосце, обнаруженном чуть севернее острова Мисима, у северного входа в проход Жомар, и направляющемся на юго-восток. Упустить такой шанс американцы не имели права. Флетчер отдал приказ о немедленном нанесении удара.
