争夺夏威夷以西的前哨
1942年6月，中途岛海战在中太平洋展开。日军企图夺取中途岛，并诱出、摧毁美国航空母舰力量；美军则以岛上航空兵与海上舰队共同防守。6月3日出现最初海上接触，4日航母交锋决定主要胜负，后续追击和救援延续数日，受创的“约克城”号于7日沉没。
日本联合舰队由山本五十六统率，南云忠一指挥包含“赤城”“加贺”“苍龙”“飞龙”四艘航母的机动力量，另有登陆与支援部队从不同方向接近。南云的战报显示，日方原先判断附近没有以航母为核心的强大美军，预计先压制岛上飞机，再应付前来反击的舰队。这一判断与实际部署存在关键差距。
情报须转化为舰队与修理工作
美国太平洋舰队总司令切斯特·尼米兹提前集中可用兵力。帕克的通信情报史说明，夏威夷与墨尔本等中心逐步辨认日本计划中的目标和时间，约瑟夫·罗彻福特与舰队情报官埃德温·莱顿之间的联系尤为重要。到5月下旬，情报人员对中途岛将于6月4日受到攻击已有判断；这并不意味着能够逐份读懂日军此后所有电报。
雷蒙德·斯普鲁恩斯率第十六特遣舰队，以“企业”“大黄蜂”为核心；弗兰克·杰克·弗莱彻率第十七特遣舰队，拥有“约克城”。后者刚从珊瑚海负伤归来，珍珠港船厂和后勤单位用三天使其恢复到可出战状态，并重新整备舰载机。两支部队6月2日在中途岛东北会合，由弗莱彻统率。情报优势因而依赖修船、补给和及时出航才能变成战力。
岛上警报与第一轮打击
6月3日，美军巡逻机发现向中途岛接近的日本船队，但尚未找到主要航母群。4日清晨，巡逻机报告大批来袭飞机，随后发现日军航母；雷达也提供预警。岛上可用飞机迅速起飞，战斗机迎击轰炸机，攻击机则飞向敌舰。
日机约在早晨六时半开始轰炸。东岛发电设施、机库及沙岛油罐等受到严重破坏，但跑道仍可使用。美军陆基飞机接连出击，却损失惨重，未能阻止日本航母继续行动。双方早期战报都夸大了部分击毁或命中效果，不能把飞行员在急速交战中看到的烟火直接换算成确证沉舰。
舰载机攻击改变战局
美军航母在获知敌情后放飞攻击群，各队的航线、搜索判断和到达时刻却未能完全一致。鱼雷机缺少充分战斗机掩护，在日军战斗机与防空火力下遭到严重损失；部分俯冲轰炸机没有找到目标。战斗的展开并非所有兵种严格按计划同时出手。
上午十时二十余分，“企业”和“约克城”的俯冲轰炸机攻击日军航母，使“赤城”“加贺”“苍龙”燃起大火并失去作战能力。日本战报记述，“赤城”的火势蔓延至机库，伴随爆炸，消防泵又不能正常发挥作用，南云只得转移指挥所。三舰的毁灭既涉及命中，也涉及舰内火灾与损害控制，不能简单写成炸弹落下瞬间全部沉没。
飞龙反击与约克城的结局
仍能作战的“飞龙”号先后组织轰炸和鱼雷攻击，两次击中“约克城”。美舰在第一次受创后扑灭火灾、修复部分动力，再次中雷后严重倾斜，舰员被迫撤离。下午，美军侦察机找到“飞龙”，从“企业”起飞的轰炸机将其重创。至此，日军四艘参战主力航母全部失去，夺岛计划未能实施。
战斗并未随航母起火结束。美军继续搜索和追击日舰，又组织拖带、抽水和灭火，试图保存“约克城”。6月6日，日本潜艇袭击救援编队，击沉靠在航母旁协助作业的“哈曼”号驱逐舰，并再次命中航母。“约克城”坚持到7日仍告沉没，显示救援人员在战果已明朗后仍承担危险。
受损基地仍须继续运转
对中途岛守军而言，保住岛屿不等于生活和工作立即恢复。供油系统受损后，飞机不能照常加油，必须由人员搬运油桶并用手泵转注。官方战斗叙事记载，4日夜间，陆战队航空人员、第四十四巡逻中队及突击部队共同通宵工作，才使次日出动得以继续。
岛上人员还须救治伤员、接收返航飞机，并准备可能到来的登陆。日军最终撤离，使美国继续控制这个夏威夷以西的军事前哨；与此同时，电力、油料与航空设施的损失留下修复负担。海上航母的成败，与小岛上普通勤务人员维持基地运作的劳动，构成同一场战役的不同部分。
胜利之后仍要修正制度
尼米兹在报告中提出具体改进：加强飞机与舰队的联合训练，提高位置与目标报告的清晰度，并改善舰载雷达、战斗机引导和航母防火。报告还指出，将中途岛飞机和附近潜艇置于共同通信安排中，能减少情报转递层次。这些经验把战场表现转化为组织和装备问题，而不只是归功于某一名指挥官。
南云的总结同样要求加强搜索、灵活集散兵力和加快发现敌舰后的出动。中途岛改变了双方航母力量的对比，挫败日本在当地推进的计划；但美军也付出舰船、飞机和人员损失，胜利并不等于太平洋战争已经结束。对照双方报告，更能看清预先判断、信息传递、航空作业与抢修之间的关系。