領隊的是“飛龍”號上老資格的飛行員友永中尉，當時他的副油箱已被打壞，如果去執行襲擊任務，就意味著即使不被美軍擊中，也飛不回來了。但他堅持要帶隊飛行，為所謂的天皇作最後一戰。
在離第17特遣艦隊約50英裏處，一艘美軍巡洋艦首先發現了從西南低空飛來的日機。巡洋艦迅速向“約克城”號發出警報，於是，4架“野貓式”戰鬥機從“約克城”號緊急起飛，會同正在空中護航的另外8架飛機，一起前往截擊日機。日美空軍戰鬥機展開了一場混戰。一架日機被擊落，其餘日軍轟炸機發了瘋似的直向“約克城”號撲去，4艘為航空母艦護航的重型巡洋艦，用重炮向前方海域發射炮彈，掀起一道水牆，以圖阻擋低空飛行的日軍轟炸機。然而，這些日軍飛行員許多是亡命之徒，他們衝過水牆，在離“約克城”號艦首不到500米的地方投下“長矛式”魚雷。飛機掠過艦隻，以致甲板上的炮手可以看清飛行員的眉目。已經受傷的“約克城”號躲避不及，兩顆炸彈擊中了左舷，在油箱旁邊的艦殼上掀開兩個大洞，破碎鐵片又把艦舵卡住了。此時，大量海水順著洞口湧進船艙，造成“約克城”號船體傾斜。雖然，搶險隊進行了臨時修補，但遠遠不能把水完全堵住。不一會兒，搶險隊報告，他們已經無能為力解決海水流進的問題。巴克邁斯特艦長估計航空母艦很快就要傾覆，到下午3時，他下令放棄艦艇。
驅逐艦迅速靠近這艘將要傾沒的航空母艦，及時地搶救離艦的官兵。許多水兵跳進海裏，朝向他們開來的救生艇，像大街上走累了的遊客，不無幽默地喊：“喂，出租車，我要出租車。”在平靜的海麵上，救生艇搭救出了所有的水兵。
10架擔負偵察任務的“無畏式”戰鬥機，下午2時45分左右，終於在第17特遣艦隊西北約110英裏的海麵上發現“飛龍”號航空母艦，最後證實了美國太平洋艦隊情報部門戰前的估計，日軍共有4艘航空母艦參與進攻中途島的戰鬥。
第16特遣艦隊接到這個報告後，斯普魯恩斯將軍命令“企業”號航空母艦調頭向敵艦推進。同時，出動了24架俯衝轟炸機，在沒有“野貓式”戰鬥機進行護航的情況下，前去襲擊日軍“飛龍”號航空母艦。
下午5時左右，“飛龍”號上的日軍飛行員正在吃甜米團子。艦橋上的瞭望員突然喊起來：“敵人的俯衝轟炸機來了。”還未來得及拉響警報，美“無畏式”轟炸機披著晚霞已直撲過來。起初日艦熟練地躲開了3顆炸彈，但是後麵的4顆卻把甲板炸開了花。其中一顆炸彈命中了發電機，前升降機被掀到艦橋上去了，以致擋住了指揮台的觀察視線，滅火搶救的速度無法跟上爆炸燃燒的速度，終於引爆了艦上的炸彈和魚雷，引燃了油庫。隨著陣陣巨響，“飛龍”號底下機庫、艙內也起了火。
幾分鍾後，襲擊結束了，美機除3架被擊落外，其餘的“無畏式”轟炸機均平安地返回了“企業”號。
日艦“飛龍”號遭重傷後，繼續以每小時30海裏的速度逃離戰場，艦上除擔任警戒的槍炮手外，其餘所有的人都在拚命地救火。因大部分消防設施被摧毀，救火速度跟不上，大火終於誘爆了搬到機庫的炸彈和魚雷。大火從上層甲板燒到底下的甲板，輪機艙裏的水兵像被困在燃燒中的棺材裏，不少人或被活活燒死，或被濃煙窒息而死。“飛龍”號航空母艦像一座漂浮在水上的火山，拖著一股濃濃的黑煙，已搖搖欲墜了。
深夜1時，山口多聞海軍少將開始準備放棄艦隻，他站在一個餅幹鐵盒上，神誌癲狂地揮舞著雙拳，慷慨激昂地發表告別演說。他同他的旗艦長對飲了一杯水後，兩人領著全體官兵唱了《君之代》國歌。官兵們神情陰鬱，也倒有幾分悲壯。山口多聞和加來艦長默默地站在艦橋上，觀賞著海上明亮的月色。然後，他們回到各自的艙房切腹自殺了。
6月4日上午，珍珠港美國太平洋艦隊總部正為取得初戰的勝利而興奮，而日本海軍聯合艦隊旗艦上卻是另外截然相反的氣氛。
山本接到南雲中將的報告說，由於遭到敵人岸基和艦載飛機的襲擊，“加賀”、“蒼龍”、“赤城”3艘航空母艦均中彈燃燒，南雲打算讓“飛龍”號同敵人的航空母艦繼續戰鬥，其餘艦隻向北撤退。這個消息使得山本的部下十分驚慌，而山本隻是稍微戰栗了一下，仍然保持鎮靜。他下令各艦隊迅速會合，企圖集中優勢兵力與美海軍太平洋艦隊決戰。後來傳來南雲最後一艘航空母艦也被擊沉的消息，山本依然堅持集中兵力，下令按計劃在第二天繼續攻占中途島。
他命令南雲中將，繼續接觸敵人並將其殲滅。南雲認為這道命令很不切合實際，因為敵人在海上還有更多的航空母艦。
山本原姓高野，1884年4月4日生於日本本州島長岡市的一個破落武士家庭，當時其父高野貞吉已56歲，晚年得子，故給兒子取名“高野五十六”。1916年，即將從海軍大學畢業的高野五十六被長岡名門山本家看中，收為繼承家業的後嗣，並將其名改為山本五十六。山本海軍大學畢業後，先後擔任過海軍本部參謀、駐霞浦海軍航空隊副隊長兼教務主任、駐美海軍武官、海軍航空本部部長和海軍省次官等職。
1939年8月30日，山本五十六達到他一生事業的頂點，擔任日本海軍聯合艦隊司令官。一年多以後，山本五十六成功地組織了偷襲美軍珍珠港事件，重創了美太平洋艦隊。這次偷襲成功，使山本的聲望如日中天。
這次遠途襲擊中途島，日本海軍部持反對意見，山本的部下也有不少人深感憂慮，山本自己也知道這是一場冒險的賭博。這位駐美前海軍武官，還曾就讀過美國哈佛大學，了解美國的曆史和現狀，他知道偷襲珍珠港隻是暫時的勝利，他必須連續不斷地給予美海軍打擊，迫使美國人坐下來談判。再說珍珠港事件後，美國人肯定要進行報複，而他最擔心和害怕的是美軍對日本本土進行空襲。
山本喜歡主動出擊，這符合他的性格。如今南雲中將遭到慘敗，他仍然不肯罷休，希望將埋伏在中途島北麵的所有艦隊投入夜戰，並以占優勢的戰列艦和巡洋艦來贏得一次勝利，彌補日本海軍在白天遭到的失敗。
他命令近藤海軍中將接過作戰指揮權，部署他的戰列艦和巡洋艦迎接戰鬥；命令南雲中將的艦隊停止北撤，立即改變航向投入夜間戰鬥。
這位狂妄自負的日本海軍大將部署的夜間戰鬥計劃，像他攻擊中途島、引誘美太平洋艦隊決戰一樣，又必須寄希望於美國人聽從他的“安排”。
由斯普魯恩斯將軍指揮的第16特遣艦隊，此時確實正向西追擊。斯普魯恩斯將軍是一個非常有頭腦的海軍將領，遇事冷靜，並富有主見。他經過對日軍無線電情報的分析，很快地察覺到，一支日軍大艦隊正從西北方向駛來，而曾經襲擊荷蘭港的日本航空母艦也明顯地正從北麵壓過來，企圖切斷第16特遣艦隊與夏威夷之間的聯係。