航空機燃料税法7条によると外国往来機の場合、給油した地点ではなく飛行する地間を基準にしているようです。
つまり、アメリカで給油した燃料であっても、日本に戻り日本国内だけで使用することとなる場合は、日本に戻ったときの空港にて「残存する航空機燃料税が課税されていない燃料」が課税対象となります(みなし積み込み)。
運航方法は色々あると思われますので、より具体的なお話で国税庁にご相談されれば、より明確になると思われます。
例えば、航空機の国籍は日本だが、今回はすぐにアメリカに戻るのにスポットの関係で他の日本の空港に移動し翌日出発、など。