如果日军事先查明美军的作战企图，在美舰队到达之前，隐蔽地将其全部航空母舰集结到马里亚纳海域，那么，中途岛海战的情景就会再现。如果日军航空母舰机动部队趁美国第5舰队的兵力在几个海域分别活动时，对塞班岛以西的两个航空母舰特混大队进行突击，就有可能在第5舰队的其他兵力前来支援以前，把它打得狼狈不堪。1942年6月4日，南云机动部队被美军击败的情况就是这样。
但是到1944年6月，日军侦察工作的效能已经大为降低，诸如此类的情况根本就没发生。美军对马里亚纳的进攻完全出乎日军所料。而斯普鲁恩斯在6月15日前对日本舰队所在的位置却一清二楚。美军潜艇部署在塔威塔威锚地附近和菲律宾海域，严密地监视着日军机动舰队的行动和所有通往塞班岛的航路。13日，“小银鱼”号潜艇发现并报告了小泽舰队从塔威塔威出航的情况。此外，海岸监视哨还用无线电随时报告日本主力舰队通过菲律宾群岛的情况。15日，“飞鱼”号潜艇报告，小泽舰队正从圣贝纳迪诺海域驶往外海。据此，斯普鲁恩斯判断海战已经迫在眉睫。
斯普鲁恩斯计算了日军的前进速度后，决定推迟关岛登陆作战，从塞班岛突击部队中抽出8艘巡洋舰和21艘驱逐舰，调归第58特混舰队；命令特纳的旧式战列舰在塞班岛以西25海里的海域占领阵位，以掩护登陆地域；命令克拉克率领的两个航空母舰特混大队16日前完成袭击任务，尔后转向南进，与另外两个特混大队会合。此后，斯普鲁恩斯乘坐“印第安纳波利斯”号旗舰，从塞班岛附近海域向马里亚纳群岛以西海域驶去，以便恢复其在航空母舰特混舰队中的位置。斯普鲁恩斯未对第58特混舰队实施战术指挥，他对米彻尔的指示是：“对一般的命令，你可根据需要自行下达”，然而，希望米彻尔能把行动的意图事先向他报告。
6月15日，“飞鱼’号潜艇报告小泽舰队动向一小时后，另一艘潜艇“海马”号又报告宇垣海军中将的战列舰编队正在菲律宾海向东北航进。根据这两艘潜艇的报告，斯普鲁恩斯认为，日本舰队至少分为两个相离甚远的大编队。由于没有发现小泽与宇垣已于16日会合，斯普鲁恩斯一直没有弄清：日军的两部分兵力已经集结起来，还是故技重演，采取那种已经成为日军海战特点的分兵战术呢？17日，“棘鳍”号潜艇两次与日舰队接触，据此情报判断，日本舰队仍向马里亚纳群岛继续前进。据潜艇报告，这是小泽机动舰队的那部分兵力，所以斯普鲁恩斯仍然没有弄清这究竟是不是日军出动的全部兵力。
6月18日中午，克拉克率领的两个航空母舰特混大队与第58特混舰队的本队会合。于是米彻尔从各航空母舰特混大队中抽出重巡洋舰4艘、驱逐舰14艘加上他直辖的快速战列舰7艘，组成一支新的编队，由李海军中将指挥，准备随时投入可能发生的水面舰艇部队之间的战斗。这样，就成了5个特混大队，均采用环形队形。为了保证海上机动的安全，各特混大队之间的距离为12-15海里。