中途岛海战爆发于年6月4日凌晨，日本第一攻击波机群36架俯冲轰炸机、36架水平轰炸机和36架零式战斗机开始从4艘航空母舰上同时起飞，架舰载机在友永丈市海*大尉的率领下出发攻击中途岛。但是重巡洋舰起飞时间耽误了半个小时，筑摩号的1架侦察机引擎又发生故障中途返航，延误了宝贵的战机。
而美国舰队因为已经破解了日本海*“JN-25”的通讯密码，而对敌人的计划了如指掌。清晨，日本舰载机向中途岛发动了猛烈的攻击，美*的轰炸机也向日本舰队发动还击。由战斗机、鱼雷机、俯冲轰炸机所组成的架战机，从斯普鲁恩斯少将所率领的第16特混编队大*蜂号及企业号升空，奔向海里外的南云舰队。8时40分，15海里以外的弗莱彻少将率领的第17特混编队约克镇号起飞了35架战机。美*飞机排成单行，扑向日航空母舰。在日*战斗机的截杀和日舰猛烈的炮火下，很快就击落了7架。于是日*决定把原来准备用于对付美舰的飞机改为对中途岛进行第二次轰炸。
空袭中途岛的第一攻击波机群返航飞抵日本舰队的上空，那些保护航空母舰的战斗机也需要降落加油，南云处于进退维谷的境地。第二航空母舰战队司令山口海*少将向南云建议“立即命令攻击部队起飞”。第二批突击飞机换装鱼雷还没有完成，如果马上发动进攻，也没有战斗机护航，而且舰上的跑道被起飞的飞机占用，那么油箱空空的第一攻击波机群会掉进海里。南云决定把攻击时间推迟，首先收回空袭中途岛和拦截美*轰炸机的飞机，然后重新组织部队以进攻美*特混舰队。于是，日本的航母舰队成了加油站，到处都是油箱、燃料，时刻都有爆炸的危险。第一架换班的防空日本战斗机飞离飞行甲板时，美*企业号的33架“无畏”式俯冲轰炸机，分成2个中队分别攻击赤城号航空母舰和加贺号航空母舰，接踵而来的17架从约克镇号航空母舰上起飞的“无畏”式俯冲轰炸机则专门攻击苍龙号航空母舰。日*的3艘航空母舰刹那间变成了三团火球，堆放在甲板上的的飞机以及燃料和弹药引起大爆炸，火光直冲云霄，短短的5分钟，日本三艘航空母舰被彻底炸毁了。日本联合舰队司令山本五十六眼看大势已去，下令取消中途岛的占领行动。中途岛之战宣告结束。
总之，本次战役日本总共发动了8艘航空母舰，还有多艘战斗舰艇等。而美国只用了3艘航空母舰和50艘舰艇，最终美*以1艘航母，1艘驱逐舰，98架飞机和人的死亡换来了日本4艘航母，重巡洋舰和架*用飞机，以及人的死亡，属于典型的以少胜多的战役。