Японский военный дневник так описывает происходившее:

4.30 Атака горизонтальных бомбардировщиков с Мидуэя отбита истребителями и кораблями охранения.

5.00 “Тонэ” поднял самолет № 4 на разведку.

5.20 Нагумо отдал приказ, если позволят условия, провести второй налет на Мидуэй. Считалось, что самолеты (на авианосцах) должны сменить (торпеды) на бомбы.

5.32 Замечены вражеские летающие лодки (PBY).

5.55 Сообщение самолета № 1 с “Тонэ”, “Вижу 15 вражеских самолетов, летящих к вам”. Адмирал Нагумо решил, что они взлетели с Мидуэя.

6.34 Началась атака Мидуэя.

7.00 Командующий налетом сообщил: “Требуется вторая атака Мидуэя”.

7.05 Началась атака самолетов с Мидуэя. Большая часть истребителей прикрытия пошла на перехват. Большинство вражеских самолетов сбиты. Повреждений нет.

7.15 Никаких сообщений о вражеском флота от самолетов-разведчиков, достигших предельных точек поиска. Адмирал Нагумо приказал готовить вторую атаку Мидуэя.

7.28 Самолет № 4 с “Тонэ” передал: “Вижу 10 кораблей, возможно неприятельских. Пеленг 10° от Мидуэя. Дистанция 240 миль. Курс 150'”. Штаб флота указывает на некоторую неопределенность донесения, но считает, что это не создает проблем.

7.45 Самолет № 4 с “Тонэ” передает метеорологическую обстановку в районе нахождения вражеского флота. Нагумо решает, что имеется вражеское соединение с авиацией. Считается, что там есть авианосец (авианосцы). Решил атаковать. Приказал вооружить самолеты торпедами. Вражеское ОС примерно в 200 милях.

7.50 Начинают возвращаться самолеты после атаки Мидуэя.

8.09 Самолет № 4 с “Тонэ” передает, что враг имеет 5 крейсеров и примерно 5 эсминцев.

8.20 Самолет № 4 с “Тонэ” сообщает, что вражеское соединение имеет 1 корабль, похожий на авианосец. (Нагумо) решает использовать вернувшиеся самолеты после дозаправки для удара на север.

8.30 Высланы 2 самолета-разведчика.

8.40 Начинают садиться самолеты, вернувшиеся после атаки Мидуэя.

9.18 Все сели.

Таким было положение адмирала Нагумо. Его пилоты сообщили, что требуется второй налет на Мидуэй. Он уже имел готовую к вылету вторую волну на палубах “Акаги” и “Kara”, но самолеты были вооружены торпедами и бронебойными бомбами для атаки американских кораблей. Однако его авиационный офицер капитан 2 ранга Минору Гэнда, убедил адмирала, что второй налет на Мидуэй более важен. В 9.18 началось перевооружение и заправка уцелевших самолетов первой войны для повторной атаки Мидуэя. “Сорю” и “Хирю” было несколько легче, потому что у них на палубах стояли пикировщики с бомбами. В то время “Акаги” и “Kara” были крайне уязвимы. Наличие бомб, торпед и бензина на палубах могло привести к катастрофе. Ангарные палубы тоже выглядели не лучше, так как там перевооружались самолеты торой волны. Из-за спешки механики просто не могли складывать снятые бомбы и торпеды как следует.

Затем, когда разведывательный самолет заметил американское соединение, в состав которого входил по крайней мере 1 авианосец, Нагумо передумал и приказал поднять самолеты с ангарной палубы на полетную, чем бы они не были вооружены, а с полетной — опустить в ангар. Но так как авианосцы не могли одновременно поднимать и опускать самолеты, Нагумо требовалось для этого определенное время. Его корабли находились в нужном строю, и потребуется всего несколько минут, чтобы поднять воздух вторую волну, которая уничтожит американское соединение. Ведь его место теперь было точно известно японцам. Однако американцы не дали Нагумо этих самых минут. За этот час он совершил самые страшные ошибки в этой войне.

В течение ночи и раннего утра 3–4 июня Оперативные Соединения 16 и 17 маневрировали в районе, выбранном для боя. Они руководствовались сообщениями о примерном положении японского Ударного авианосного соединения. В 4.30 “Йорктаун” поднял 10 пикировщиков, чтобы те осмотрели сектор 180° к северу на расстояние 100 миль. Японский авианосный флот, находящийся примерно в 200 милях к западу, только что поднял первую волну для атаки Мидуэя. В 5.34 радио “Энтерпрайза” перехватило сообщение, что замечены японские авианосцы. Затем в 5.45 было принято сообщение с Мидуэя, что приближаются вражеские самолеты. В 6.03 пришло новое сообщение о позиции “2 вражеских линкоров и 2 авианосцев”. Хотя все координаты были не слишком точны, эти сообщения значительно сокращали район поисков. Адмирал Спрюэнс, человек осторожный, решил, что должен сблизиться с врагом на 100 миль, прежде чем поднимать ударную волну, чтобы не рисковать потерей самолетов от нехватки топлива. Но его самолеты на самом деле имели радиус действия около 200 миль и после совещания с членами штаба, которые убедили его не слишком заботиться о топливе, Спрюэнс разрешил полет на расстояние 200 миль. Он выслушал сообщения с Мидуэя и решил попытаться застигнуть японские авианосцы в момент возвращения их самолетов после атаки острова.

Боевой ордер американских авианосных соединений очень походил на японский. Но 3 американских авианосца не действовали единой группой. Даже 2 корабля ОС 16 маневрировали раздельно, каждый со своими кораблями прикрытия, образующими кольцо вокруг авианосца. Японцы также давали каждому из своих авианосцев отдельное круговое прикрытие. Но на первой стадии боя они были застигнуты в едином строю “коробочкой”.

В 7.02 Спрюэнс приказал поднимать все самолеты, и к 8.06 вся его авиация находилась в воздухе. Эта ударная волна состояла из 20 истребителей “Уайлдкэт”, 67 пикировщиков “Доунтлесс” и 29 торпедоносце “Дивастейтор”. (“Дивастейтор” был очень уязвимым самолетом. Его максимальная скорость равнялась 200 милям в час. Чтобы добиться попадания ему следовало выходить на цель на малой высоте с небольшой скоростью и сбрасывать торпеду недалеко от цели.) Он также поднял 18 истребителей воздушного патруля и еще 18 держал на палубах, чтобы сменить их. Не желая дожидаться, пока ОС 17 поднимет свои самолеты, Спрюэнс отбросил план скоординированной атаки, и отправил свои пикировщики вперед в 8.45.