Wczesnym etapem II wojny światowej głównym instrumentem dostarczania morskiej siły bojowej stał się lotniskowiec. Powodem był zasięg: samoloty mogły przeprowadzić wspólny atak na odległość 200 mil lub więcej, podczas gdy pancerniki mogły to zrobić tylko na odległość 20 mil lub mniejszą. Głównym pytaniem taktycznym w okresie transformacji w latach 20-tych i 30-tych było to, czy samoloty są w stanie dokonać wystarczających zniszczeń, aby zastąpić pancernik. W latach 30-tych sceptycy mieli rację, że samoloty nie były w stanie. Jednak pod koniec dekady silniki przenosiły już odpowiedni ładunek użyteczny, konstrukcje bombowców nurkujących i torpedowców były dojrzałe, podnośniki lotniskowców i związane z nimi urządzenia do obsługi pokładów lotniczych spełniały swoje zadania, a taktyka uderzeniowa została dobrze przećwiczona. Amerykańscy i japońscy lotnicy morscy byli prekursorami tych osiągnięć.
Pojawiła się też podrzędna kwestia taktyczna: czy można było znaleźć wroga na zewnętrznych granicach zasięgu samolotów? Zdolność do atakowania stałych celów, takich jak Kanał Panamski czy Pearl Harbor, oraz do zaskoczenia przy tym, została w pełni zademonstrowana w ćwiczeniach marynarki wojennej, jak również w bitwie, ale znalezienie, zameldowanie i zamknięcie okrętów na morzu było większym wyzwaniem. Nie umniejszając odwagi i umiejętności lotników, można powiedzieć, że skuteczny zwiad był dominującym problemem taktycznym wojny lotniskowcowej i miał największy wpływ na wyniki kluczowych bitew lotniskowców na Pacyfiku w 1942 roku: na Morzu Koralowym (4-8 maja), na Midway (3-6 czerwca), na wschodnich Wyspach Salomona (23-25 sierpnia) i na Wyspach Santa Cruz (26 października). W tych wyrównanych bitwach jakość amerykańskich i japońskich lotników oraz ich samolotów była praktycznie identyczna. Kiedy Stany Zjednoczone wygrywały, czyniły to dzięki lepszemu rozpoznaniu i osłonie, w dużej mierze dzięki radarom rozpoznania lotniczego i przewadze wynikającej ze złamania japońskiego kodu.
Szlifowana w czasie wojny przez Marynarkę Wojenną Stanów Zjednoczonych struktura dowodzenia i kontroli była trzecim istotnym elementem, po rozpoznaniu i dostarczeniu siły ognia. Namacalnym przejawem nowoczesnego C2 było Centrum Informacji Bojowej, które centralizowało informacje radarowe i głosową łączność radiową. Do 1944 roku taktyczna doktryna koordynacji obrony powietrznej myśliwców, wraz ze znacznie wzmocnioną siłą ognia przeciwlotniczego na okrętach floty, była tak skuteczna, że w bitwie na Morzu Filipińskim (19-21 czerwca 1944) ponad 90% z 450 japońskich samolotów zostało zmiecionych w bezowocnym ataku na 5 Flotę admirała Raymonda Spruance’a.
Nowa formacja taktyczna miała kształt okręgu, w którego centrum znajdowały się lotniskowce bronione przez osłonę przeciwlotniczą i przeciw okrętom podwodnym złożoną z własnych samolotów oraz pancerników, krążowników i niszczycieli. Dla celów ofensywnych okrąg pozwalał na szybki, jednoczesny zwrot wszystkich okrętów grupy zadaniowej w celu wystrzelenia i odzyskania samolotów. Do obrony przeciwlotniczej krąg ten miał jak najściślejszą średnicę, tak że każdy okręt osłaniający, broniąc się, pomagał bronić swojego sąsiada.
Nowy paradygmat walki wymagał dostarczenia impulsu siły bojowej w ataku uderzeniowym przez jedno lub więcej skrzydeł lotniczych. Jednak mimo wszelkich chęci, ataki lotnicze na zaalarmowaną obronę rzadko były przeprowadzane tak zwarcie, jak to było praktykowane, ani też nie miały tak decydującego znaczenia taktycznego, jak oczekiwali tego lotnicy morscy. W pięciu wielkich bitwach o lotniskowce, jedno atakujące skrzydło lotnicze zniszczyło średnio tylko jeden lotniskowiec przeciwnika. (Patrząc strategicznie, ta średnia, wraz ze stratami samolotów wynoszącymi około 50 procent w każdej bitwie, wystarczyła, by wpłynąć na przebieg wojny na Pacyfiku). Ponieważ rozpoczęcie, przygotowanie i przeprowadzenie ataku powietrznego trwało ponad dwie godziny, trudno było zaatakować, zanim przeciwnik zdążyłby wykonać kontratak. Skuteczne dowodzenie na morzu zależało jak nigdy dotąd od efektywnego zwiadu i komunikacji, ponieważ aby wygrać decydującą bitwę, w II wojnie światowej, jak i w całej historii marynarki wojennej, należało najpierw skutecznie zaatakować.
Dominująca, choć dominująca, siła lotnicza lotniskowców nie kontrolowała mórz w nocy. Z pewnym powodzeniem niemieckie okręty wysokiej klasy wykorzystywały godziny ciemności, zwłaszcza w miesiącach zimowych i na wodach północnych. Podczas zaciętej kampanii o Guadalcanal jesienią 1942 roku, działa rządziły w nocy i prawie przechyliły szalę na korzyść Japonii. Spodziewając się przewagi liczebnej w wyniku traktatu o ograniczeniu marynarki wojennej pięciu mocarstw z 1922 roku, Cesarska Japońska Marynarka Wojenna pilnie ćwiczyła taktykę nocną, aby, jak przypuszczano, osłabić amerykańską linię bojową podczas powolnego marszu na zachód przez Pacyfik. Wynalazłszy bezkonkurencyjną torpedę Long Lance, zainstalowali ją na lekkich krążownikach i niszczycielach, a następnie opracowali taktykę, która polegała na wystrzeliwaniu zapór z broni dalekiego zasięgu w kierunku linii wroga – jednocześnie uważając, by nie narazić belek własnych okrętów na kontratak. Standardowa doktryna amerykańska z kolei zakładała walkę w kolumnie, z użyciem dział jako głównej broni; korzyści, jakie Amerykanie powinni byli odnieść w nocy dzięki lepszemu radarowi, zostały w dużej mierze zaprzepaszczone. Pomiędzy sierpniem 1942 a lipcem 1943, w bitwach krążowników niszczycieli pod Savo Island, Cape Esperance, Tassafaronga, Kula Gulf i Kolombangara, japońska taktyka nocna przeważała. Dopiero w połowie 1943 roku, dzięki taktyce przypisywanej kapitanowi (później admirałowi) Arleighowi Burke’owi, która w pełni wykorzystywała przewagę radaru, Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych przywróciła równowagę.
Dzięki uprzejmości U.S. Navy
Wciąż to samoloty marynarki wojennej były bronią decyzyjną. Choć więcej uwagi poświęcano pojedynkom wielkich flot lotniskowców, uderzenia lotnicze z morza na brzeg były równie kluczowe dla zapewnienia kontroli nad morzami. Uderzenia Brytyjczyków w Taranto we Włoszech (11 listopada 1940), Japończyków w Pearl Harbor (7 grudnia 1941), Amerykanów na Południowym Pacyfiku w Rabaul (5 i 11 listopada 1943) i Truk (17-18 lutego 1944) były równie ważne jak bardziej sensacyjne starcia floty.
W 1944 i 1945 roku amerykańskie 3. i 5. floty, w sile 27 szybkich lotniskowców, z powodzeniem prowadziły wojnę przeciwko całym kompleksom lotnisk na Formozie (obecnie Tajwan), Filipinach i w samej Japonii. Tradycyjna maksyma taktyczna: „Okręty nie walczą z fortami” została zawieszona na czas wojny.
W końcowych dniach wojny na Pacyfiku bitwa o Okinawę wskazała charakter przyszłej walki na morzu. Do tego czasu Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych zredukowała japońską marynarkę wojenną do bezsilności, a samoloty załogowe nie były w stanie przebić się przez pewną amerykańską obronę. Mimo to, podczas trzymiesięcznej kampanii o Okinawę (kwiecień-czerwiec 1945) US Navy straciła 26 okrętów i uszkodziła 164 kolejne – tym razem przez japońskich kamikadze (pilotów-samobójców) startujących z lotnisk w Japonii. Piloci, którzy wykonywali te jednokierunkowe misje, dostarczali w efekcie ludzkie pociski kierowane. Kamikaze pokazały, że pociski mogą, przy odpowiedniej okazji, przebić się przez nieprzeniknioną obronę. Technologia naprowadzania rakiet zaprezentowana w późnych fazach wojny w Europie wskazywała, że rakiety będą kamikadze przyszłości. A bomba atomowa oferowała brzydką groźbę „jednego trafienia, jednego zabicia” na morzu.