（七）等待之夜
雖然連續兩次攻擊都被認為是“成功”，但是一想到即將麵對的強大的日本海軍，中途島上的氣氛還是顯得相當凝重。尤其3日的夜晚對於中途島航空隊來說是個極度緊張和焦慮的夜晚。當晚，MAG-22大隊長基姆斯中校（其何時晉升不詳，估計在中途島戰役前不久晉升）召集全體部下講話，他說：“兄弟們，就在明天了，我不知道事情會如何演變，我隻能說，盡你們一切能力幹掉他們，祝大家萬事如意！”
VMF-221中隊長帕克斯少校很清楚，自己手頭的戰鬥機根本不是日本零戰的對手，一向自信開朗的他坐在東島的小吃部裏，表情嚴肅。副中隊長阿米斯特德上尉想使他放鬆一下，於是說：“到明天這個時候，一切都會過去了。”但是，帕克斯少校愁眉不展地點點頭說：“是啊，那是指那些活得過去的人。”（不祥之語啊）
而VMSB-241中隊的情況也好不了多少。中隊長亨德森少校召集部下，告訴他們部隊裝備惡劣，因此明天的任務隻由誌願人員承擔。對於他個人來說，隻要發現日本航母在攻擊範圍內，他就會駕機起飛，如果自己自願，可以跟他一起出擊。然而，全體飛行員們並沒有表現退縮。弗萊明上尉甚至告訴搭檔的機槍射手卡德下士晚上穿著衣服睡覺，隨時準備投入戰鬥。卡德下士去檢查了飛機，還在飛機內囤積了牛肉罐頭和菠蘿汁，準備迫降海麵時使用。
當然飛行員也需要做另外的準備。一位飛行員從來都以大膽出名，也不購買軍人保險，但是在這個緊張的時刻，他也害怕起來，提出要購買1萬美元的保險，但是負責人答複他：“抱歉，表格已經沒有了。”
飛行員們不僅做著戰鬥準備，還找尋一些方式來驅趕緊張。TBF飛機的駕駛員阿爾伯特·凱爾·歐內斯特少尉在跑道上跑步時揀到2美元，他就把這錢當作幸運物塞在皮夾裏。那時，著名大導演約翰·福特也來到了中途島拍攝戰爭紀錄，於是這位熱情人物講的好萊塢的香豔故事成為驅散緊張的良藥。
此外，由於中途島屬於海軍基地，因此對那些陸軍航空兵飛行員來說，並不了解當前的狀況，所以他們反倒過得輕鬆。
（八）發現日本航母
4日清晨，水上飛機巡邏隊和B-17又按照慣例起飛了。不過今天的B-17掛載了炸彈，並且朝日本運輸船團飛去。同時，因為今天是日本人來襲的日子，所以大家都特別關注各方麵的情報，尤其是對飛315度區的埃迪上尉。美軍情報部門破譯的日軍情報顯示，日軍航母將從320度方向撲向中途島。這個方向正處於他的搜索範圍內（去程322度半，回程307度半）。
5時10分，埃迪上尉發現了一架小型水上飛機從西方飛來，方向相反。20分鍾後，正在穿越海麵雲層的他忽然看見20海裏外的雲那邊有2艘航母——那正是南雲艦隊。他來了精神，駕駛飛機飛到敵艦左邊，緩緩盤旋，斷斷續續地將搜集的情報發出去：“5時34分，敵航母。”“5時40分，判斷距離180，方位320度。”“5時52分，航母2艘及戰列艦，航母在前，航向135，速度25節。”現在不僅日本航母被發現了，而且埃迪上尉提供的這些信息已經足夠美軍埋伏在中途島附近海域的航母艦隊發起攻擊了。事後，尼米茲將軍將第一份電報稱為“這場戰役中最重大的接敵報告”。
同時，處於埃迪上尉以南的蔡斯上尉也發現了從日本南雲艦隊起飛的攻擊機群。5時40分，他即用明語（按照戰術要求應該是密語，這說明時間緊迫）發出警報：“大批飛機朝中途島飛來！方位320，距離150。”
而中途島在接到日軍飛機的報告後，為了避免飛機停在地麵遭到空襲損失，也為了能攻擊日軍航母，陸戰隊指揮所立即下令所有的飛機發動發動機，準備起飛。但是過了很久，雷達上都沒有出現目標，因此又下令關閉發動機。剛下令不久，5時53分，雷達站報告：“大批不明飛機，方位310度，距離93海裏。”2分鍾後，警報響起，起飛命令正式下達。但是此時，一些飛行員已經關掉發動機，而機場上還有些飛行員還在暖機，噪音極大，聽不到警報，所以指揮所派拉著警報的卡車沿跑道飛馳，而車上的伯恩斯上尉則對著每個人吼叫，催促著。另外，指揮部裏的西馬德上校用無線電告訴斯威尼中校，要B-17改變航向轟炸西北方向的日軍航母。還電告巡邏中的水上飛機完成當天任務後，遠離中途島，到周圍偏僻的礁湖去。
6時正，東島機場的飛機開始起飛。第一批是26架戰鬥機。除1架F4F因為發動機故障剛起飛即降落之外，另外25架在帕克斯少校的率領下向西北爬高。4分鍾後，起飛完畢，這時雷達報告，敵機群隻有74海裏了。
接下來是6架TBF魚雷轟炸機。領隊菲柏林中尉用高過發動機的嗓門喊：“320度，150海裏外。”然後帶領著部下起飛。起飛完畢時已經是6時10分，雷達上敵機距離47海裏。隨後是4架攜帶魚雷的B-26轟炸機、12架SB2U-3俯衝轟炸機和18架SBD-2俯衝轟炸機。其中2架SBD-2起飛後發生故障，實際隻有16架出發；布魯斯·普羅瑟上尉的SB2U-3機頭整流罩掉了下來，隻得返航。到6時16分雷達報告敵機距離中途島隻有29海裏時，能起飛的飛機已經全部派出去了，返回的飛機也全部拖入了掩體。現在，東島機場上空空如野，隻有一個醒目的大家夥停在跑道附近。那是一架用木板和鐵皮拚裝的假飛機，被命名為JFU日本傻瓜式。