從“企業”號上起飛的33架美軍“無畏”式俯沖轟炸機，在預定的海域沒有發現目標。就在他們準備返航時，卻突然意外地發現了一艘日軍驅逐艦，領隊的麥克拉斯基少校認為，這艘驅逐艦或許能夠幫助他們找到日航空母艦，于是率隊緊隨日艦而行。果然，十分鐘后，在6000米的高空中，麥克拉斯基他們發現了由４艘航空母艦組成的蔚為壯觀的南云艦隊。這時日軍的4艘航母正排成菱形隊形向北航行，“飛龍”號在北，“加賀”號在南，“赤城”號在西，“蒼龍”號在東。美機從西南方向接近，小麥克拉斯將33架轟炸機分為兩組，分別向最近的“赤城”號和“加賀”號進行集中攻擊。
10時24分，正當第一架加油完畢的“零”式戰斗開足了馬力，駛離飛行甲板時，一名日軍防空哨突然驚叫：“俯沖轟炸機！俯沖轟炸機！”日軍航母根本來不及進行規避，而且是處在最易受攻擊的脆弱情況下——正在逆風航行進行起飛作業，飛行甲板上擺滿了裝好彈藥和加好油準備出擊的飛機！只見一架美軍俯沖轟炸機首先穿出云層，直撲“加賀”號而來，4顆炸彈分別在飛行甲板上的前中后部炸開，其中一顆正好落在艦橋旁邊，炸中了那里的一輛加油車。頃刻之間，“加賀”號變成了一個巨大的火爐，濃煙滾滾，火光沖天，艦長岡四大佐當場被燒死。不久該艦即自動爆裂沉沒，來不及逃生的700多名日軍官兵隨艦一起魂歸大海。
在“加賀”號挨炸后僅一分鐘，另一架俯沖轟炸機就垂直俯沖下來，炸彈從機翼下飄搖而下。剎那間，“赤城”號艦橋上的日軍被這令人眩目的光亮照得眼花繚亂，隨即就被熾熱的氣浪掀翻。美機的炸彈一顆打在升降機后部，一顆落在飛行甲板左舷后段。頓時，火光熊熊，濃煙四起，艦載機機尾朝天吐出青藍色的火舌。緊接著，一枚又一枚炸彈連續爆炸，大火四處蔓延，吞沒了甲板上的飛機。飛機所裝載的魚雷又被引爆，整個機庫已成了一片火海。
“赤城號”被直接命中兩枚450千克炸彈，一枚落在中部升降機后部，另一枚落在飛行甲板左舷后段。正常情況下，兩枚炸彈對這艘巨大的航母根本不會造成致命損傷，但是，炸彈迅疾引爆了甲板上滿載油彈的飛機。因而才使得火勢迅速蔓延，火光沖天。
南云無可奈何地轉移到“長良”號巡洋艦上。6月5日清晨，“赤城”號由一艘日軍驅逐艦予以擊沉，200多名日軍官兵隨艦沉沒。
“約克城”號的17架俯沖轟炸機則向“蒼龍”號航空母艦俯沖而去。10時30分，３枚1000磅重的高爆炸彈分別命中該艦前部飛行甲板和中部升降機，引爆了堆放的彈藥和油庫，頓時整個航母變成了一片火海，至傍晚，“蒼龍”號隨著日落沉入了海底，包括艦長柳本在內的700多名官兵也一同隨艦下沉。
南云轉移到“長良”號之后，想起剛剛發生的一幕幕慘景，猶如噩夢初醒，不禁號啕大哭。10時40分，由18架俯沖轟炸機和6架戰斗機組成的攻擊機群，在“飛龍”號飛行分隊長小林道雄海軍大尉帶領下起飛。在飛往目標途中，他們發現美艦載機正在返航。小林示意他的飛行員悄悄地跟蹤敵機。可是，有兩架戰斗機沒明白小林的意思，一頭撲向美機，從而暴露了目標，“約克城”號發現來襲的日機，立即起飛戰斗機迎戰，并讓返航的轟炸機暫緩著艦。附近的“企業”號和“大黃蜂”號也聞訊派出戰斗機前來助戰。美軍12架護航的“野貓”式戰斗機立即搶占了高度，在日機發起進攻前就擊落了3架“零”式戰斗機和6架“九九”式俯沖轟炸機，但仍有6架日機突破了美戰斗機的攔截，向“約克城”號航空母艦投擲炸彈，并命中3顆。“約克城”號艦身起火，鍋爐氣壓下降，失去了航行能力。
13時20分，“約克城”號動力恢復，并達到了20節航速，艦上的火災也被很快撲滅。但是飛機還不能在飛行甲板上降落，它們只好飛到“企業”號上降落。就在這時，10架日軍“97”式魚雷攻擊機和6架“零”式戰斗機又從“飛龍”號飛來，對“約克城”號發起了第二次攻擊。此時，美軍有8架戰斗機正在“約克城”號上加油，只有4架留在空中，無法有效阻止日機。4架日軍魚雷機突破了美艦的防空炮火，在離“約克城”號艦首不到500米的地方向其發射“長矛式”魚雷。其中2顆命中“約克城”號左舷，在油箱附近掀開兩個大洞，并把艦舵給軋住了。“約克城”號的動力、照明和通訊系統盡遭破壞，左舷傾斜。下午15時，艦長巴克馬斯特被迫下令棄艦。第十七特混艦隊司令弗萊徹中將轉移到一艘巡洋艦上，并把戰術指揮權移交給第十六特混艦隊司令斯普魯恩斯少將。2天后“約克城”號被一艘路過的日軍潛艇徹底擊沉。
14時45分，“約克城”號沉沒前起飛的１架偵察機發現了“飛龍”號航母，斯普魯恩斯接到報告后，認為發現的日軍航母就是日軍的第四艘航母，決心集中最大兵力予以攻擊，務求將其消滅！他立即下令從“企業”號起飛25架轟炸機，從“大黃蜂”號起飛16架轟炸機，其中10架原是“約克城”號的，先后向目標海域飛去。
“飛龍”號艦載機對美艦的第二次攻擊，也是日軍在這場海戰中的最后一次攻擊，到此結束。參加攻擊的飛行員和山口都認為，第一次和第二次已經使兩艘美軍航母遭到了致命的損傷。實際上，這兩次攻擊的目標都是“約克城”號。只不過是“約克城”號在遭到第一次攻擊后被迅速修復，所以被日軍第二攻擊波當作另外一艘沒有受傷的航母了。
當“飛龍”號的第二攻擊波最后一架飛機于16時30分在航母上降落時，“飛龍”號只剩下了６架戰斗機、５架俯沖轟炸機和５架魚雷機。山口這點兵力在白天組織進攻是難以奏效的，決定等到夜里再發起夜襲。
16時45分，戰斗出現了短暫的平靜，但6架戰斗機還要在航母上空保持戰斗巡邏，夜襲的準備工作也在緊張進行。為了找到美軍航母的具體位置，山口決定派一架高速偵察機進行搜索。
17時3分，偵察機剛要起飛，瞭望哨就大聲喊道：“敵俯沖轟炸機！”面對呼嘯而下的美機，“飛龍”號高射炮紛紛開火，艦長加來止男大佐急令：“右滿舵！”“飛龍”號動作笨拙地向右猛轉，避開了投下來的頭三枚炸彈。
但是，更多的美機俯沖下來，接連有四枚炸彈命中艦橋附近，艦橋上的玻璃窗全被猛烈的爆炸震得粉碎，前部升降機附近的艙面甲板被炸得面目猙獰地朝上翻卷，完全擋住了指揮區的視線。大火在飛行甲板上裝好炸彈的飛機間蔓延、爆炸。巨大的黑色煙柱騰空而起，“飛龍”號的航速開始減低下來。
17時20分，“大黃蜂”號的艦載機也趕到了，見“飛龍”號已經燃起沖天大火，便轉而攻擊其他軍艦，“榛名”號戰列艦、“利根”號重巡洋艦、“筑摩”號重巡洋艦先后遭到攻擊，但都未被擊中。
不久從中途島起飛的39架Ｂ－17轟炸機也飛來助戰，“飛龍”號再度中彈。21時23分，“飛龍”號完全喪失航行能力，逐漸傾斜。第十驅逐艦分隊司令阿部俊雄海軍大佐的旗艦“風云號”靠在航母旁邊，協助滅火，并為艱苦奮戰的艦員提供食物和飲水，“夕云號”驅逐艦則在旁警戒。
最后，眼看回天無力，山口通過“風云”號驅逐艦向南云報告，他已下令棄艦。6月5日2時30分，山口對集合在甲板上的大約八百名艦員最后訓話：“我身為航母戰隊司令官，對‘飛龍號’和‘蒼龍號’的損失負全部責任。我將與本艦共存亡，我命令你們全體離艦，繼續為天皇陛下效忠。”山口的參謀請求跟他一起留在艦上，但被山口堅決拒絕了。
遵照山口的最后指示，阿部海軍大佐下令“風云”號和“夕云”號驅逐艦擊沉“飛龍”號。5時10分，“風云”號和“夕云”號向“飛龍”號發射了魚雷，在一陣震耳欲聾的爆炸聲后，“飛龍”號緩緩下沉。直到8時20分左右“飛龍”號才沉沒在北緯31度38分，西經178度51分海域。“飛龍”號共有416名艦員喪生。至此，空前規模的中途島海戰宣告結束。
中途島海戰是海軍史上成敗瞬息萬變的一戰，是美國海軍以少勝多的一個著名戰例。在這場海戰中，美軍共損失1艘航空母艦，1艘驅逐艦，147架飛機和307人。日軍共損失4艘大型航空母艦，1艘重巡洋艦，322架飛機和3500人，另有1艘重巡洋艦和2艘驅逐艦受重創。但更嚴重的是日本海軍損失了2／3的大型航空母艦和幾百名熟練的艦載機飛行員。此戰使得日軍喪失了在太平洋戰爭初期所據有的海空控制權，從此，東京當局被迫停止了戰略上的全面進攻，放棄對斐濟、薩摩亞、新喀里多尼亞等島的主攻作戰，改為以守勢為主的試探性進攻，太平洋戰爭開始出現轉折。這次勝利是美軍在太平洋戰爭中第一次取得決定性的勝利。中途島海戰不僅沉重地打擊了日本聯合艦隊，也為美國海上反攻贏得了時間。
美國著名海軍歷史學家塞繆爾·Ｅ．莫里森教授把美軍在中途島海戰中的勝利稱之為“情報的勝利”。美軍提前發現日本的攻擊計劃，是日本失利的最主要的和直接的原因。這也反映出日本此次作戰保密系數不高，至少情報工作做得不好。
但是中途島海戰失利還有一個更加重要的原因，就是作戰計劃本身是錯誤的。雖然山本的計劃很詳細、周密，但該計劃有一個致命的缺點，那就是犯了分散兵力的兵家大忌，當時日軍在太平洋上占有絕對優勢，只需集中全力進攻中途島，就可穩操勝券，卻反而把部隊分為幾個相距遙遠又難以及時相互支援的編隊，削弱了自己的優勢，分散了自己的兵力，為失敗埋下了伏筆。
這次日本對中途島作戰，有些驕傲。趾高氣揚的日軍自恃占據優勢，作戰準備難免有幾分疏漏，特別是既沒有及時修復在珊瑚海海戰中負傷的“翔鶴”號航母，也沒有迅速為飛行員傷亡慘重的“瑞鶴”號航母補充飛行員，致使這兩艘航母無法參加中途島作戰。如果這兩艘航母能參加作戰，那么在中途島作戰方向，日軍航母在數量上就將占有6∶3的絕對優勢，南云就可以擁有足夠的力量游刃有余地應付美軍中途島岸基航空兵和航母艦載機的同時攻擊，極有可能改變戰役的最終結局。
主要不是靠運氣，主要是因為我們正確利用了所獲得的情報。我們的情報比日本人準確，我們的素質比他們好，但日本人也比我們原先想象的要頑強得多。
——美國第17特混艦隊司令弗萊徹
雙重任務迫使我們不得不將兵力一分為二，這是聯合艦隊在中途島戰役中最大的失誤。
——日本海軍中將南云忠一
我們不僅輸掉了一場海戰，也輸掉了整個戰爭。
——日本海軍中佐淵田美津雄
瓜島大戰，
美日你死我活的大爭奪
作戰時間：1942年8月~1943年2日
作戰地點：瓜達卡納爾島及其附近海域
作戰國家：美國日本
作戰將領
尼米茲：美軍太平洋艦隊司令。
弗萊徹：美軍第六十一遠征特混編隊司令。
特納：美軍第六十二南太平洋兩棲編隊司令。
范德格里夫特：美國海軍第一陸戰師師長。
山本五十六：日本聯合艦隊總司令。
南云忠一：日本航空母艦編隊司令。
百武：日本第十七集團軍司令。
三川：日本海軍第八艦隊司令。
近藤：日本海軍中將，艦艇編隊司令。
南云忠一：日本海軍中將。太平洋戰爭初期。指揮了日本海軍第一航空隊的航空母艦群對美國珍珠港的攻擊，還指揮了南太平洋支援陸軍作戰行動。1942年對錫蘭的攻擊及與美國海軍的中途島之戰。1942年8月至10月，領導聯合航空隊和艦隊參加了瓜達卡納爾之戰，后被任命為保衛馬里亞納群島的中太平洋艦隊司令，1944年7月美軍在塞班島登陸后，對戰敗引咎自責，剖腹自殺。
作戰兵力
美國：參戰兵力最多時達到6萬人，還包括航空母艦在內的數十艘艦艇和上千架飛機。
日本：投入陸軍兵力約4萬人，還包括航空母艦在內的數十艘艦艇和上千架飛機。
戰役之最：
“二戰”中太平洋上最大的遭遇戰。
美國海軍從1898年以來，在太平洋上第一次成功的兩棲登陸作戰。
“二戰”期間太平洋戰場上最具有決定意義的一場戰役。
■被兩雙眼睛盯上
1942年6月，日本在中途島慘敗，這也使得日軍失去了戰爭初期在太平洋上的制海權和制空權，也失去了戰略主動，被迫停止了戰略進攻，放棄或推遲了對斐濟、薩摩亞和新咯里多尼亞等地的進攻。但日軍一心想南下切斷美澳交通線的大本營和陸軍舊曲重彈，欲一舉破除美國從澳大利亞經新幾內亞威逼荷屬東印度的希望。因此，日軍決定繼續實施對南太平洋諸島的進攻，計劃先在瓜島修建航空基地，前出航空兵力，以掩護對新幾內亞島的莫爾茲比港的進攻，在新幾內亞島站穩腳跟后，再向東南逐步推進，進逼同盟國在南太平洋上的重要基地——澳大利亞，以此重新奪回戰略主動權。
為此，早在1942年5月，日軍的陸軍部就開始行動了。大本營陸軍部組建了第17軍，該軍由天皇侍從武官長的弟弟百武晴吉中將任軍長，軍部設在新不列顛島的拉包爾，至8月初，該軍已轄有南海支隊、一木支隊、青葉支隊等部，總兵力約13個大隊，集結于新幾內亞東部和俾斯麥群島，擔負攻占莫爾茲比港的任務。大本營海軍部則于1942年7月成立第8艦隊，任命三川軍一中將為司令，下轄第6、第18戰隊、第29、30驅逐艦大隊、第7、13、21潛艇戰隊，擁有包括重巡洋艦4艘、輕巡洋艦3艘在內的多艘軍艦和潛艇，主力部署于拉包爾，以協同第17軍作戰。聯合艦隊還增派第25航空戰隊所轄的百余架岸基飛機進駐拉包爾，以提供空中掩護。
此外，日軍繼1942年1月進占拉包爾，并將這個港口和附近的機場建設成南太平洋最重要的海空基地后，又于1942年5月占領了圖拉吉島并著手開始修建機場，對附近島嶼進行勘察，發現瓜島雖然多山多叢林，但瓜島北部隆加河沖積平原地勢平坦，比圖拉吉島更適合建機場，于是6月16日派門前鼎大佐率第11工兵隊約2000名工兵登上瓜島，開始修筑機場。7月1日又加派岡村德長少佐率第13工兵隊約700名工兵上島，加強施工力量，并限令于8月5日前完工。經過緊張的施工，至8月初，瓜島機場已基本建成，輔助設施也大體完工。
此時，瓜島有日軍工兵2700人，警備部隊240人，共約2940人；圖拉吉島有日軍工兵140人，航空部隊400人，警備部隊200人，共約740人。
美國人早就準備沿澳大利亞以東的所羅門群島北上，發動攻勢防御。那么什么叫攻勢防御呢？這就是指在戰略上采取守勢，在戰術上采取攻勢。中途島海戰后，尼米茲和麥克阿瑟兩位將軍雖然都主張盡早對所羅門群島、新幾內亞之敵發動反攻，但對如何實施反攻卻各有不同的意見。