Lördagens händelse gällde en MV-22 Osprey som tillhör US Marines baserade i Okinawa, Japan.
Den tredje marinexpeditionsstyrkan sa att de hade flyttat sin verksamhet till återhämtningsinsatser, som kunde pågå i flera månader.
Familjer till de tre marinsoldaterna har underrättats. Team räddade 23 personer.
Omständigheterna kring händelsen utanför Australiens östkust är fortfarande under utredning, sägs det i ett uttalande.
"Som sjöstaten tillåter, återhämtning insatser kommer att genomföras för att ytterligare söka, bedöma och kartlägga området, i samordning och med hjälp av den australiska försvarsstyrkan," tillade den.
MV-22 Osprey är ett tiltrotorflygplan som liknar ett konventionellt plan men har helikopterliknande rotorblad som gör att det kan lyfta vertikalt utan en landningsbana.
Det fanns 26 personer ombord, inklusive besättningen.
Australiens dagstidning Daily Telegraph citerade militära källor som sade att flygplanet hade försökt landa på USS Ronald Reagan hangarfartyg.
USA:s militära styrkor har verkat i området som en del av en gemensam övning kallad Talisman Sabre. Den omfattade omkring 30.000 personer från båda länderna.
Amerikanska tjänstemän säger att de har avbrutit en räddningsoperation för tre marinsoldater som saknas efter att deras flygplan kraschat utanför Australiens kust.