珍珠港事件以后，日本企图重创美国太平洋舰队的计划没有实现，但是他们没有死心，决心继续打击美军在太平洋的军事力量，于是发动了中途岛战役。
中途岛位于珍珠港西北1136英里处，由沙岛和东岛组成。第二次世界大战前，美国就已把中途岛扩建为保卫珍珠港的海军巡逻机基地。中途岛是珍珠港的前哨和屏障，一旦受到日本攻击，美国势必力争。日本就拟用这一谋略来引诱美国舰队出战，进而将其歼灭，以削弱美国的海军力量。
当时，罗斯福总统亲自挑选了精明干练的尼米兹上将，并任命其为新的太平洋舰队司令，而日本方面的舰队总监是山本五十六。日本集中了包括八艘航空母舰、六百多架飞机、二百艘军舰的几乎全部日本海军的力量投入战斗，而此时的美国海军，只能凑集七十六艘舰只，双方力量悬殊巨大。
5月30日，日本海军已集结待命。按山本五十六的部署，决定6月7日为进攻中途岛的日子。届时，日本舰队将从海上向阿留申群岛发动佯攻，以牵制美军舰队；由南云指挥的主力舰队则从西北进攻中途岛；由山本五十六亲自率火力强大的战列舰队泊在后，一旦美国舰队接近，就立即开入战区将其歼灭。可是，日本人万万没有想到，就在他们加紧部署进攻中途岛的过程中，美国已破译了日本人的通信密码，对他们舰只的集结地域和航线了如指掌。
于是，尼米兹将计就计，给日军设置陷阱，将“企业”号和已经修复的“约克敦”号两艘航空母舰埋伏在中途岛东北200英里的海面上。同时，派遣两个B17型远程轰炸机中队，四个改装后可作鱼雷攻击的B25型轰炸机中队和一批战斗机、俯冲轰炸机以及高射炮到中途岛，加固了防御工事，还在环礁湖内部部署鱼雷快艇。与此同时，又调集若干架B17型轰炸机进驻珍珠港，准备随时增援中途岛战争。
此时，日本方面也截获了一份从美国远程潜艇上发往中途岛的紧急电报，但无法破译其电文内容，只能根据情况判断，认为美军对中途岛可能已有所戒备，而且会派出舰队来作战，而这正是日本人所求之不得的，于是山本五十六下令提前三天发动中途岛战役。
此时，清楚地掌握着日军情况的尼米兹上将利用日本急于取胜的心理和判断上的错误，将舰只分为两支独立的舰队，埋伏在中途岛东北200英里的海面上，准备在那里伏击南云指挥的日本航空母舰舰队。
6月4日黎明，中途岛之战的序幕拉开了。
受山本五十六派遣的南云舰队首先从“赤城”号、“加贺”号、“飞龙”号、“苍龙”号四艘航空母舰上同时起飞了108架飞机，向中途岛发起了第一次攻击。由于美军早有准备，在日本轰炸机到达中途岛上空之前，所有的美国飞机都已飞入高空，日军所能找到的轰炸目标，只是几条空飞机跑道和几个空飞机库，他们想要摧毁岛上美国轰炸机的目的未能得逞。
就在日军第一批突击飞机起飞去轰炸中途岛的过程中，美军派出鱼雷轰炸机和俯冲轰炸机去攻击南云的舰队。面对美国飞机的威胁和第一次轰炸中途岛的失败，南云决心不惜一切代价也要把中途岛上的美军轰炸机全部消灭干净。于是他命令第二批突击飞机装上高爆炸弹，把原来准备用于攻击美国舰队的鱼雷从飞机上卸下来。这时，一架日本的远程侦察机发现在离日本舰队200英里处有十艘战舰正向东南方前进。这一情况使南云大吃一惊，立即下令停止装弹，重新装上鱼雷，以对付美国舰队。
不一会儿，侦察机又报告说：“敌舰队是五艘巡洋舰和五艘驱逐舰。”南云认为这样规模的舰队对他构不成威胁，再次下令换装高爆炸弹准备攻击中途岛目标，于是，装备甲板上再次陷入一片混乱。约二十分钟后，又接到侦察机关于美军舰队“后卫舰似乎是一艘航空母舰”的报告。南云只得暂时丢开中途岛不管了，下令准备对这些舰只发起攻击，但是，由于负责护航的飞机和第一批突击飞机需要回到舰上加油，第二批突击飞机又难以起飞，南云只得决定舰队北撤，等做好一切准备后再向敌舰发起进攻。
正当日本南云舰队采取一系列紧急行动时，美军第十六特遣舰队不断获得日军活动的准确情报，一直按兵不动，静候时机，直到从中途岛返回的第一批日本飞机的最后一架在舰上降落后，斯普鲁恩斯立即捕捉到战机。
三十七架俯冲轰炸机直朝着日本“赤城”号、“加贺”号呼啸而下，另外十七架俯冲轰炸机对准“苍龙”号直冲下来，猛烈投弹，击中日本舰身和舰上飞机，立即发出一片爆炸声，腾起阵阵烟雾。日本飞机没来得及起飞迎击，高射炮在最后一分钟才仓促开火，炮弹在离美军飞机很远地方零星开花。几分钟内，日本的三艘大型航空母舰连同舰上飞机一起被比自己力量小得多的美军所炸毁。
直到上午11时，山本五十六才收到南云舰队惨败的不幸消息。在无可奈何的情况下，他亲自率领手下的全部舰艇向中途岛继续前进，并命令所有特遣舰队都与他的战列舰会合，准备对美军实施报复。
正午，由十八架俯冲轰炸机组成的第一支突击队在六架战斗机的掩护下，向美军“约克敦”号发动了攻击。经与美军十二架在高空护航的战斗机的激战，日军飞机损失了十六架，美军飞机被击落六架。“约克敦”号被鱼雷击中了右舷和中部，其全部动力、照明和通信设备被破坏，使该舰完全失去了战斗力。
与此同时，美国侦察机也发现了日本的“飞龙”号和其他舰只。这一消息传到“企业”号航空母舰后，尼米兹立即集结了所有能调集的飞机一齐向“飞龙”号出击；从中途岛和夏威夷飞来的飞机也全部加入战斗，最终把“飞龙”号炸毁。这样，日本的四艘大型航空母舰就都先后遭到了覆灭的命运。
山本五十六不甘心失败，他决心铤而走险，再作最后一次尝试，企图吸引美军同他进行夜战，但是，尼米兹识破了他的诡计，率领舰队趁黑夜向东驶去，埋伏在战场外围，等待天明。此时，被山本五十六派往中途岛的舰队有两艘重型巡洋舰在黑暗中相撞，其中一艘受到严重损伤。在极度沮丧的情况下，山本五十六下令“取消中途岛的占领行动”。至此，中途岛战役以美军的胜利而告结束。
中途岛战役中，美军损失了一艘航空母舰、一艘驱逐舰和一百多架作战飞机，而日军却损失四艘航空母舰、一艘重型巡洋舰和三百多架作战飞机。中途岛之战是日本海军三百多年以来的一次惨痛的败仗，它使日本海军实力遭受重创，从此，他们在太平洋上的势力锐减，而美国也逐渐得到了在太平洋上的战略主动权。
“不以为然”的力量
在中途岛战役中，有一个很有意义的“插曲”。当美国人成功地破译了日本人的通信密码，正在将计就计地部署自己的行动时，不知哪个环节出了问题，芝加哥的一家报纸竟把这一机密作为独家新闻捅了出去。情况十分危急，因为这可能马上引起日本人的警觉，使美军情报机关重新陷入苦境，而尼米兹所准备的一切也将白费。
这起严重泄露国家战时情报的事情立即被汇报给罗斯福总统。罗斯福得知此事后，心中为之一惊，然而他不露声色，对此事采取了置若罔闻之态，既没有要求对这家报纸进行起诉，也没有责成机构追查泄密者，这件事便无声无息地被搁置了。
日本人从报纸上看到了这个消息，然而，根据罗斯福及美国情报机关的平静表现，日本政府认定那不过是新闻记者的哗众取宠、有意扰乱日军的心理而已。于是，日本人也像根本不知道这件事一样，一直到进攻开始时都没有想过要更换其通信密码。
正是这样的“不以为然”，导致了中途岛的惨败。
