如前所述，第58特混舰队的舰载机群6月11日袭击马里亚纳群岛时，丰田立即决定中止对比阿岛作战的增援，命令小泽和宇垣的两支部队在菲律宾海区集结。由于缺乏适于远程作战使用的燃油，则派2艘油船装载婆罗洲的原油，随同机动舰队出航。6月16日17时，小泽和宇垣的两支部队在菲律宾以东海域会合，并补充了这种挥发性特强的原油。17日过午不久，小泽率领的机动舰队接到丰田司令长官的电令：“攻击马里亚纳地区之敌，歼灭敌登陆部队”。
小泽正确地估计到，在水面舰艇方面，美军第58特混舰队的兵力约比日军机动舰队的兵力大一倍，而在舰载机方面则大一倍以上日第一机动舰队的兵力为：航空母舰9艘、战列舰5艘、巡洋舰13艘、驱逐舰28艘、航空母舰舰载机430架、水上飞机43架。美第58特混舰队的兵力为：航空母舰15艘、战列舰7艘、巡洋舰21艘、驱逐舰69艘、航空母舰舰载机891架、水上飞机65架。日军根据缴获的文件、对马绍尔群岛的空中侦察和被俘飞行员的口供，已经掌握了有关美第5舰队的各方面情况。。当然，日本飞行员训练不足和技术较差的情况，他也是一清二楚的。
但是，小泽也设想了一些有利条件，并把希望寄托在这些有利条件上。诸如，小泽和宇垣两支部队所选择的航线，均在马努斯岛美军侦察机的战斗活动半径之外；在向东航行接敌的过程中，处于信风的下风方向，便于航空母舰舰载机的起飞和降落。另外，根据中途岛海战中美军所采取的战术，小泽知道斯普鲁恩斯是一个深谋远虑的将领，因而正确地判断出美第58特混舰队一定会在塞班岛登陆地域附近海域占领掩护阵位。在这种情况下，日军舰载机的战斗活动半径较大，有助于小泽舰队发挥它的突击威力。这一点正是米彻尔所担心的。小泽希望在机动舰队的舰载机投入战斗之前，先由罗塔岛和关岛的岸基飞机实施攻击，至少把第58特混舰队的舰载机歼灭三分之一。然后，小泽舰队再从美航空母舰舰载机的战斗活动半径之外发起攻击，并利用关岛机场进行“穿梭”轰炸，便可摧毁美国舰队。
6月18日下午，日本航空母舰的侦察机发现第58特混舰队正在塞班岛以西约200海里海域活动。因此，小泽开始调整布署，准备第二天进行攻击。由栗田健男海军中将指挥的前卫编队分为3个大队，各大队均以1艘轻型航空母舰为中心排成环形序列，已经航进到第58特混舰队西南偏西300海里的海域，这里还在美机最大战斗活动半径之外。小泽直接指挥的机动舰队主力，在前卫编队后面100海里处跟进，也就是说，小泽的主力离美国第58特混舰队比前卫编队还远100海里。小泽舰队的主力分为2个大队，各大队以3艘航空母舰为中心，均排成环形序列，共有航空母舰6艘(其中大型航空母舰5艘，轻型航空母舰1艘)。机动舰队的大部分大型水面舰只都编入栗田的前卫编队。这是因为，日方企图在前卫编队遭到第58特混舰队舰载机的突击时，依靠自己的强大对空炮火就能经得住敌人的首次突击。小泽舰队的布署确实有些道理。但是，如同中途岛海战中日军的部署一样，日军各个编队配置得过于分散，以致不能互相支援，而大型航空母舰的防潜能力又较薄弱，难以对付可能遇到的潜艇攻击。
“皇国兴亡，在此一举，全体官兵奋勇努力！”——这是对马海战临开战前，东乡司令长官对其舰队官兵的训示。这次，丰田司令长官又用东乡的这句话来激励斗志。1944年6月19日晨，在菲律宾海即将破晓时，日本300余架飞机正在航空母舰上待命起飞，准备去轰击美第58特混舰队，以便再次获得39年前东乡平八郎的那种决定性胜利。