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Les trois groupes opérationnels de porte-avions engagés dans Hailstone se sont mis en position et ont commencé à lancer leur premier balayage de chasseurs 90 minutes avant le lever du jour le 17 février 1944. Aucune patrouille aérienne japonaise n’était active à ce moment-là, les 22e et 26e flottilles aériennes de l’IJN profitant d’une permission à terre après des semaines d’alerte élevée suite aux observations du Liberator. Autre problème pour les Japonais, le radar de Truk n’était pas capable de détecter les avions volant à basse altitude – une faiblesse probablement connue et exploitée par les services de renseignement alliés. En raison de ces facteurs, les avions porte-avions américains ont réussi à créer une surprise totale.
Les pilotes japonais se sont précipités dans leur cockpit quelques minutes seulement avant l’arrivée des avions de la TF 58 au-dessus des îles Eten, Param, Moen et Dublon. Bien que plus de 300 avions du Service aérien de la marine impériale japonaise (IJNAS) et du Service aérien de l’armée impériale japonaise (IJAAS) soient présents à Truk le premier jour des attaques, seule la moitié d’entre eux environ était opérationnelle, contre plus de 500 avions opérationnels parmi les porte-avions de la TF 58. Les pilotes de chasse de l’U.S. Navy à bord de leurs Grumman F6F Hellcats, avec les avantages de la vitesse, de l’altitude et de la surprise, ont remporté une victoire unilatérale contre les pilotes de l’IJNAF aux commandes du Mitsubishi A6M Zero de qualité inférieure. Pas moins de 30 des 80 Zeros envoyés en réponse au balayage des chasseurs ont été abattus, contre quatre Hellcats déclarés perdus. Seule une résistance aérienne symbolique a été rencontrée pour le reste de la matinée ; presque aucun avion japonais n’était présent dans l’après-midi.
En raison du manque de couverture aérienne ou d’avertissement, de nombreux navires marchands ont été pris au mouillage avec seulement les canons anti-aériens des îles pour se défendre contre les avions porteurs américains. Certains navires se trouvant à l’extérieur du lagon et se dirigeant déjà vers le Japon ont été attaqués par des sous-marins américains et coulés avant qu’ils ne puissent s’échapper. D’autres encore, qui tentaient de fuir par la passe nord de l’atoll, furent bloqués par les attaques aériennes et par la force de surface de l’amiral Spruance, le Task Group 50.9, qui fit le tour de Truk, bombardant les positions côtières et engageant les navires ennemis.
Les escadrons de bombardiers à torpilles et de bombardiers en piqué des carrier air groups (CAG) furent responsables de la majeure partie des dommages infligés aux installations terrestres japonaises. Tôt le premier jour de Hailstone, les escadrons de bombardiers torpilleurs Grumman TBF Avenger du groupe aérien 10 (CAG-10) de l’Enterprise et du CAG-6 de l’Intrepid ont largué des bombes à fragmentation et incendiaires sur les pistes de l’île d’Eten ainsi que sur la base d’hydravions de l’île Moen. Des dizaines d’aéronefs ont été endommagés ou détruits, ce qui a eu pour effet d’affaiblir davantage toute réponse possible des Japonais à ces frappes. Des attaques conjointes ultérieures de bombardiers en piqué et de bombardiers torpilleurs Avenger ont cratérisé les pistes et détruit les hangars.
Des frappes matinales ont également été lancées contre des cibles maritimes dans le lagon. Le lieutenant commandant (plus tard le contre-amiral) James D. Ramage, commandant de l’escadron de bombardement en piqué 10 (VB-10), est crédité d’avoir coulé le pétrolier marchand Hoyo Maru, précédemment endommagé. Le lieutenant James E. Bridges et son équipage à bord de l’un des torpilleurs de l’Intrepid, le Torpedo Squadron 6 (VT-6) Avengers, ont frappé directement le navire de munitions Aikoku Maru. L’explosion de la bombe a déclenché une formidable explosion qui a immédiatement coulé le navire et apparemment englouti l’avion également, tuant les trois hommes à l’intérieur.
Dès les deuxième et troisième frappes anti-navires de la journée, les rapports d’action des groupes aériens des porte-avions indiquaient que la mission apparente de l’ennemi était la « fuite ». Les navires capables de gagner la haute mer se dirigent vers la sortie de la lagune par la passe nord tout en subissant des attaques aériennes répétées. Un groupe particulier de navires de guerre – le croiseur Katori, le croiseur auxiliaire Akagi Maru, les destroyers Maikaze et Nowaki et le dragueur de mines Shonan Maru – a fait l’objet d’une attention particulière de la part des bombardiers. De multiples groupes aériens ont attaqué ces navires, leur infligeant de sérieux dommages. Les escadrons de bombardement en piqué et à la torpille du Yorktown revendiquent deux impacts sur le Katori et des impacts sur un autre croiseur et de multiples destroyers ; les bombardiers Essex revendiquent également cinq impacts sur un croiseur de la classe Katori, affirmant que le navire a été arrêté net après l’attaque.
À ce moment-là, des rapports parviennent à l’amiral Spruance concernant le groupe de navires de guerre fuyant par la passe du Nord. Spruance était si inflexible sur le fait d’engager un combat de navire à navire que son commandant de porte-avions, l’amiral Mitscher, ordonna à ses groupes aériens de cesser d’attaquer le Katori et ses compagnons. L’amiral s’est placé aux commandes tactiques du groupe opérationnel 50.9, composé de quatre destroyers, des croiseurs lourds Minneapolis et New Orleans, et des nouveaux cuirassés Iowa et New Jersey, qu’il a personnellement dirigés dans un engagement de surface contre les navires japonais déjà endommagés. Les navires japonais endommagés n’ont pas eu beaucoup de chance contre le groupe opérationnel 50.9, bien que les membres de son état-major aient considéré la décision de Spruance de s’engager dans une action de surface alors que des avions auraient probablement pu obtenir des résultats similaires comme inutilement imprudente. En effet, le destroyer japonais Maikaze a réussi à tirer des torpilles sur le cuirassé New Jersey pendant l’engagement. Heureusement pour Spruance, les torpilles ont manqué leur cible, et la » bataille » s’est terminée avec des résultats unilatéraux prévisibles. Les navires de surface de l’U.S. Navy n’ont subi pratiquement aucun dommage, et c’est la seule fois dans leur carrière que l’Iowa et le New Jersey ont tiré leur armement principal sur des navires ennemis. L’IJN a perdu le Maikaze, le Shonan Maru, le Katori et l’Akagi Maru. Le destroyer Nowaki fut le seul navire japonais de ce groupe à s’échapper.
Les représailles des frappes de la journée arrivèrent tard dans la nuit sous la forme de petits groupes de bombardiers japonais sondant les défenses des groupes opérationnels. Entre 21 heures environ, le 17 février, et quelques minutes après minuit, le 18 février, au moins cinq groupes de un à trois avions ennemis ont tenté de se faufiler entre les navires de protection pour frapper les porte-avions de la flotte. L’un de ces avions, un bombardier Nakajima B5N2 « Kate », a réussi à échapper aux avions de chasse de nuit qui protégeaient la force opérationnelle américaine et a lancé sa torpille sur le groupe opérationnel 58.2. La torpille a frappé l’Intrepid sur le quart tribord du navire, endommageant la commande de direction et tuant 11 marins. L’Intrepid a été obligé de se retirer aux États-Unis pour des réparations et n’a pas repris le combat avant août 1944.