情报的破解工作仍然在进行中，美国太平洋舰队司令、海军上将切斯特·尼米兹在战争开始前三天，才掌握了日本舰队的可靠情报。于是，在珊瑚海海战中受重挫、需要几个月维修方能恢复的“约克”号，在72小时不眠不休的抢修之后，和“企业”号、“大黄蜂”号以及其他舰艇一起奔向中途岛，埋伏在中途岛的东北方，准备攻击前来的日本海军。

1942年6月3日，日本舰队在雨幕掩蔽下，开始进入攻击位置。与此同时，山本五十六收到两条情报：一是日本舰队此行已经受到美军的空中监视，美方有可能会在日本之前先发动攻势；二是美军的“约克”号尚在所罗门群岛。显然，前一条情报是正确的，而后一条是错误的。

然而此时，山本五十六只顾着考虑如何应对美军的轰炸机，而完全失去了对情报可信度的判断。所以，当6月4日凌晨一批又一批的日军俯冲轰炸机、水平轰炸机和零式战斗机逼向中途岛的美军时，所有的美军飞机都已升空，而且都出现在了日本舰队的上空。面对从天而降的鱼雷，日军完全乱了阵脚。

然而，随着美军飞机一架架被击落，日本水兵又恢复了激昂的斗志。可是没等他们高兴多久，就听到了来自于天空的呼啸声，那是从“企业”号和“约克”号起飞的轰炸机，它们趁日军飞机尚未起飞的时候开火，这无疑是最合适的时候。

在美军轰炸机起飞6分钟后，“赤城”号就连同甲板上的飞机全都爆炸了，紧接着是“加贺”号迅速下沉，同时“苍龙”号也变成了一座燃烧的地狱。面对突如其来的溃败，日军仅存的“飞龙”号接到了炸沉美军“约克”号的命令。就在“约克”号应付“飞龙”号的同时，美国的“企业号”和“大黄蜂”号连同其上的所有飞机，都被调来支援，齐齐冲向“飞龙”号。

在三艘航母和无数飞机的夹击下，“飞龙”号如同一颗任人摆布的“棋子”，最终还是无法摆脱沉没的命运。至此，山本五十六带来的4艘航母都被击沉，在他刚刚到达中途岛的外围，胜负已分。

6月5日凌晨，原本应该是炮轰中途岛的命令变成了“取消中途岛的占领行动”，日本舰队落荒而逃，准备多时的中途岛海战就此落下帷幕。

为了掩饰落败的现实，也为了鼓舞挫伤的士气，归国途中的日本海军电台播放了嘹亮的海军曲，还宣称日本已“成为太平洋上的最强国”。当他们踏上自己的国土时，国人甚至还举行灯笼游行以庆祝“英雄”的归来。欺骗与谎言，成了日军高层面对创伤的唯一反应。