潜艇部队：1大队，鹦鹉螺号、海豚号、抹香鲸号、墨鱼号、石斑鱼号、飞鱼号、河豚号、鳟鱼号、河鳟号、长尾鳕号、杨鱼号、小鲨鱼号。2大队，一角鲸号、活塞号、扳机号。3大队，梭子鱼号、大海鲢号、长须鲸号、咆哮者号。
中途岛大海战日军最高指挥官为：山本五十六海军大将，一、主力编队：航空母舰1艘，水上飞机母舰2艘，舰载机19架。水上飞机50架，战列舰7艘，轻巡洋舰3艘，驱逐舰21艘，补给舰4艘。
二、机动编队：（第一航空舰队）司令官南云忠一海军中将，拥有航空母舰4艘，舰载机266架，战列舰2艘，重巡洋舰2艘，轻巡洋舰1艘。驱逐舰12艘。补给舰5艘。
三、中途岛登陆编队：（第二舰队）司令官近藤信竹海军中将，航空母舰1艘，水上飞机母舰2艘，舰载机23架。水上飞机40架。战列舰2艘。重巡洋舰8艘，轻巡洋舰2艘，驱逐舰21艘。运输舰14艘，补给舰8艘。
四、北方编队：（第五舰队）司令官细萱戍子郎海军中将，拥有航空母舰2艘，搭载舰载机82架，水上飞机母舰1艘，水上飞机10架，重巡洋舰3艘，轻巡洋舰3艘，驱逐舰12艘，潜艇6艘，扫雷舰5艘，运输舰3艘，补给舰3艘。
五、先遣编队：（第六舰队）司令官小松辉久海军中将，轻巡洋舰1艘，潜艇供应舰1艘，潜艇17艘。
六、岸基航空部队：（第十一航空舰队）司令官冢原二四三海军中将，岸基飞机214架，其中46架由机动编队的航母搭载。
从双方的兵力对比来看，日本海军显然要强大太多，美国太平洋舰队总共才出动了3艘航母，而日本一共出动了8艘航母，2艘水上飞机母舰，美国方面没有战列舰，而日本一共出动了11艘战列舰。美国有7艘重巡，日本有13艘重巡，美国有17艘驱逐舰，日本有66艘驱逐舰，美国一艘轻巡，日本人有10艘轻巡，在力量对比上，日本人要比美国人强大太多了，即使这样，日本人在中途岛海战中还是惨败而归。
自从美国人得到了日本人的海军密电码系统jn-25之后，就一直用它来解读日本海军的电报，不过要从jn-25得到详细的信息非常耗时，直到最后一刻，尼米兹才得到准确情报。他立即召回了在太平洋西南方的航空母舰企业号、大黄蜂号、兰利号，就准备以这三艘约克城级航空母舰为主力，再加上约五十艘支持舰艇，埋伏在中途岛东北方向，攻击前往中途岛的日本舰队。
6月4号凌晨时分，日本第一攻击波机群36架俯冲轰炸机、36架水平轰炸机和36架零式战斗机开始从4艘航空母舰上同时起飞，108架舰载机在永友文市海军大尉的率领下出发攻击中途岛。南云中将命令侦察机搜索东、南方向海域，第二攻击波飞机提到飞行甲板上，准备迎击美国舰队。但是重巡洋舰利根号的2架侦察机因为『射』器故障，起飞时间耽误了半个小时，筑摩号的1架侦察机引擎又发生故障中途返航（这架飞机本应该正好搜索美国特混舰队上空），给日本舰队埋下祸根。[
美国舰队因为已经破解了日本海军“jn-25”的通讯密码，而对敌人的计划了如指掌。拂晓时分，美军派出的侦察机发现了日军航母，并进行了汇报，美军少将斯普鲁恩斯少将立即做出反应，准备攻击日军航母。
清晨时分，日本舰载机向中途岛发动了猛烈的攻击。驻扎在中途岛的美军战斗机也全部升空，迎击来犯的日本战机。美军的轰炸机，包括了b-17型轰炸机也向日本舰队发动还击。
七点整，友永丈市大尉率第一攻击波机群准备开始返航，并向南云中将发出了需要进行第二次攻击的电报。过了六分钟，由战斗机、鱼雷机、俯冲轰炸机所组成的117架战机，从斯普鲁恩斯少将所率领的第16特混编队大黄蜂号及企业号升空，奔向200海里外的南云舰队。8时40分，15海里以外的新17特混编队兰利号起飞了35架战机。
首批从中途岛起飞的10架美军鱼雷轰炸机出现在南云舰队的上空。美军飞机排成单行，扑向日航空母舰。在日军战斗机的截杀和日舰猛烈的炮火下，很快就击落了7架。友永的报告和美机的攻击，使南云中将相信中途岛的防御力量还很强，于是决定把原来准备用于对付美舰的飞机改为对中途岛进行第二次轰炸。此时，他仍然没有发现美军舰队。
南云忠一为了加强对中途岛的轰炸。命令将鱼雷机上的鱼雷卸下，换上了高爆航以支援进攻中途岛的机群。可是每过多久，他接到侦察机的报告，在距离中途岛240海里的海面发现了美军航母舰队，他当即命令停止将鱼雷换下，日军大意，没有将放在夹板上的高爆航搬走，而是留在了夹板上。
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