Ensimmäiset ilmahyökkäykset
Noin kello 09.00 3. kesäkuuta Yhdysvaltain laivaston partiolentokone havaitsi Japanin miehitysjoukot 500 meripeninkulman (580 mailia; 930 kilometriä) päässä Midwaysta länsilounaaseen. Kolme tuntia myöhemmin amerikkalaiset löysivät japanilaisen kuljetusryhmän 570 meripeninkulmaa (660 mailia; 1 060 kilometriä) länteen. He hyökkäsivät, mutta yksikään pommi ei osunut, eikä suurempia vahinkoja syntynyt. Varhain seuraavana aamuna hyökkäävän PBY:n torpedo osui japanilaiseen öljytankkeri Akebono Maruun. Tämä oli Yhdysvaltain ainoa onnistunut ilmasta lähtevä torpedohyökkäys koko taistelun aikana.
Kello 04.30 4. kesäkuuta Nagumo aloitti hyökkäyksen Midwaylle. Se koostui 36 syöksypommittajasta 36 torpedopommittajasta, joita saattoi 36 Mitsubishi Zero -hävittäjää. Samaan aikaan hän käynnisti puolustavan taistelulentopartion. Hänen kahdeksan etsintäkonettaan lähtivät 30 minuuttia myöhässä.
Japanilaisten tiedustelusuunnitelmat olivat heikkoja, ja lentokoneita oli liian vähän kattamaan etsintäalueita. Yamamoton päätöksistä oli nyt tullut vakava ongelma.
Kun Nagumon pommikoneet ja hävittäjät nousivat ilmaan, 11 PBY-konetta lähti Midwayltä etsimään japanilaisia aluksia. Ne ilmoittivat havainneensa kaksi japanilaista lentotukialusta, joilla oli tyhjät kannet, mikä tarkoitti, että ilmaisku oli tulossa. Amerikkalaiset tutkat havaitsivat vihollisen useiden meripeninkulmien etäisyydellä, ja koneet lähetettiin puolustamaan Midwayta. Pommikoneet lähtivät hyökkäämään japanilaisten lentotukialuksia vastaan. Yhdysvaltain hävittäjät jäivät puolustamaan Midwayta. Kello 06:20 japanilaiset lentotukialuskoneet pommittivat ja vaurioittivat pahoin yhdysvaltalaista tukikohtaa. Midwaylle sijoitetut merijalkaväen hävittäjälentäjät, jotka lensivät F4F:llä ja vanhentuneilla F2A:lla, pysäyttivät japanilaiset ja kärsivät useita tappioita. Suurin osa yhdysvaltalaiskoneista ammuttiin alas ensimmäisten minuuttien aikana; useat vaurioituivat, ja vain kaksi pystyi lentämään. Kaikkiaan 3 F4F:ää ja 13 F2A:ta ammuttiin alas. Amerikkalaisten ilmatorjuntatuli oli tarkkaa vahingoittaen monia japanilaiskoneita ja tuhoten neljä.
Hyökkäykseen osallistuneista 108 japanilaisesta lentokoneesta 11 tuhoutui, 14 vaurioitui pahoin ja 29 vaurioitui. Japanilaisten alkuperäinen hyökkäys ei tuhonnut Midwayta: Amerikkalaiset pommikoneet pystyivät edelleen käyttämään lentotukikohtaa tankkaukseen ja hyökkäämään japanilaisten hyökkäysjoukkojen kimppuun. Suurin osa Midwayn maapuolustuksesta oli ehjä. Toinen ilmahyökkäys Midwayn puolustuksen tuhoamiseksi olisi välttämätön, jos joukkojen olisi tarkoitus päästä maihin 7. kesäkuuta mennessä.
Midwaylle sijoitetut amerikkalaiset pommikoneet tekivät useita hyökkäyksiä japanilaisten lentotukialuksia vastaan. Niihin kuului kuusi Grumman Avengeria Hornetin VT-8:sta (Midway oli VT-8:n lentäjien ensimmäinen taistelulento ja TBF:n ensimmäinen taistelulento), merijalkaväen partiopommituslaivue 241 (VMSB-241), joka koostui yhdestätoista SB2U-3:sta ja kuudestatoista SBD:stä, sekä neljä USAAF:n B-26:ta, jotka oli aseistettu torpedoilla, ja viisitoista B-17:ää. Japanilaiset torjuivat nämä hyökkäykset. Yhdysvallat menetti kaksi hävittäjää, viisi TBF:ää, kaksi SB2U:ta, kahdeksan SBD:tä ja kaksi B-26:ta.
Yksi B-26, joka oli saanut vakavia vaurioita ilmatorjunnasta, syöksyi suoraan kohti Akagia. Kone ohitti niukasti lentotukialuksen sillan, mikä olisi voinut tappaa Nagumon ja hänen komentohenkilökuntansa. Tämä saattoi saada Nagumon päättämään käynnistää uuden hyökkäyksen Midwaylle vastoin Yamamoton käskyä pitää reservijoukot laivojen vastaisia operaatioita varten.
Nagumon päätös
Amiraali Nagumo oli pitänyt puolet koneistaan reservissä. Nämä olivat kaksi laivuetta syöksypommittajia ja torpedopommittajia. Kello 07.15 Nagumo määräsi varakoneensa aseistettavaksi uudelleen pommeilla maamaaleja vastaan käytettäväksi. Kello 07:40 Tone-koneen tiedustelukone näki idässä suuren amerikkalaisen laivastovoiman. Näyttää siltä, että Nagumo sai raportin vasta klo 08:00. Nagumo peruutti käskynsä, mutta kesti 40 minuuttia, ennen kuin Tonen tiedustelukone lopulta ilmoitti radiolla, että amerikkalaisten joukossa oli lentotukialus. Kyseessä oli yksi TF 16:n tukialuksista; toista tukialusta ei havaittu.
Nagumo oli nyt epävarma siitä, mitä tehdä. Kontra-amiraali Tamon Yamaguchi suositteli, että Nagumo iskisi käsillä olevilla voimilla: 18 Aichi D3A -syöksypommittajaa kummallekin Sōryūlle ja Hiryūlle sekä puolet suojavartiolentokoneista. Nagumon mahdollisuus iskeä amerikkalaisaluksiin oli nyt kuitenkin rajallinen. Midwayn iskujoukot palaisivat pian, ja niiden oli joko laskeuduttava tai syöksyttävä mereen. Jatkuvan lentokannella tapahtuvan toiminnan vuoksi japanilaiset eivät saaneet varakoneitaan lentokannelle laukaisua varten. Ne harvat koneet, jotka olivat valmiina, olivat puolustushävittäjiä. Lentokoneiden laukaiseminen olisi vaatinut vähintään 30-45 minuuttia. Käynnistämällä heti, Nagumo olisi käyttänyt osan reservistään ilman kunnollisia laivojen vastaisia aseita. Hän oli juuri nähnyt, miten helposti ilman saattajaa olevat amerikkalaiset pommikoneet oli ammuttu alas. Huono kuri sai monet japanilaisista pommikoneista luopumaan pommeistaan ja yrittämään taistella torjuvia F4F-koneita vastaan. Japanin lentotukialussäännöt suosivat täysiskuja, ja koska Nagumo ei tiennyt, että amerikkalaisiin joukkoihin kuului lentotukialus, hänen vastauksensa noudatti japanilaisia sääntöjä. Lisäksi toisen amerikkalaisen ilmaiskun saapuminen kello 07.53 sai Nagumon haluamaan hyökätä saarelle uudelleen. Nagumo päätti odottaa ensimmäisen iskujoukkonsa laskeutumista ja käynnistää sitten reservijoukot, jotka olisivat siihen mennessä aseistettuja ja valmiita.
Fletcherin lentotukialukset olivat laukaisseet koneensa kello 07.00 alkaen, joten Nagumoa vastaan hyökänneet koneet olivat jo matkalla. Nagumo ei voinut tehdä asialle mitään. Tämä oli Yamamoton suunnitelmien vika.
Hyökkäykset Japanin laivastoa vastaan
Amerikkalaiset olivat jo laukaisseet lentotukialuslentokoneensa japanilaisia vastaan. Amiraali Fletcher, joka johti Yorktownin laivaa ja jolla oli PBY-havaintoraportteja varhaisaamulta, määräsi hyökkäyksen japanilaisia vastaan niin pian kuin mahdollista. Hän piti Yorktownin reservissä siltä varalta, että muita japanilaisia lentotukialuksia löytyisi. (Fletcherin ohjeet Spruancelle lähetti maihin jäänyt Nimitz).
Spruance arveli, että hyökkäys voisi onnistua, vaikka etäisyys oli pitkä. Hän antoi käskyn hyökkäyksen aloittamisesta noin kello 06:00. Fletcher, joka oli saanut omat tiedustelulentonsa päätökseen, seurasi sitä kello 08:00 Yorktownista.
Yorktown-työryhmää komentaneella amiraali Fletcherillä sekä Yorktownin komentavalla kapteeni Elliott Buckmasterilla ja heidän esikunnallaan oli kokemusta täydellisestä hyökkäyksestä vihollisen joukkoja vastaan Korallimerellä. He eivät kuitenkaan voineet välittää oppimaansa Enterpriselle ja Hornetille, jotka oli määrätty aloittamaan ensimmäinen isku. Spruance määräsi koneet menemään kohteeseen heti, koska vihollisen lentotukialusten tuhoaminen oli tärkeää hänen alustensa turvallisuuden kannalta. Spruance päätti, että oli tärkeämpää hyökätä mahdollisimman pian kuin koordinoida hyökkäystä eri tyyppisten ja nopeuksisten lentokoneiden (hävittäjät, pommikoneet ja torpedopommikoneet) kesken. Amerikkalaiset laivueet lähtivät kohteeseen useissa eri ryhmissä. Hän toivoi löytävänsä Nagumon lentokannet täynnä koneita.
Amerikkalaisilla lentotukialusten lentokoneilla oli vaikeuksia paikantaa kohde. Komentaja Stanhope C. Ringin johtama Hornetista lähtenyt isku ei lentänyt oikeaan suuntaan. Air Group Eightin syöksypommikoneet eivät osuneet japanilaisiin lentotukialuksiin. Torpedolaivue 8 lensi oikeaan suuntaan. Hornetin 10 F4F-koneesta oli kuitenkin loppunut polttoaine, ja ne joutuivat syöksymään mereen. Waldronin laivue näki vihollisen lentotukialukset ja aloitti hyökkäyksen kello 09.20. Sen jälkeen tuli Torpedolaivue 6 (VT-6, Enterpriselta), jonka Wildcat-hävittäjäsaattueiden polttoaine loppui myös kesken ja sen oli käännyttävä takaisin kello 09.40. Ilman hävittäjäsaattuetta VT-8:n kaikki viisitoista TBD Devastatoria ammuttiin alas aiheuttamatta vahinkoa, ja vänrikki George Gay oli ainoa eloonjäänyt. VT-6 menetti 14 Devastatoristaan 10, ja Yorktownin VT-3:n 12 Devastatorista 10 ammuttiin alas ilman osumia. Osa ongelmaa oli Mark 13 -torpedojen heikko suorituskyky. Laivaston ja Bureau of Ordnance -viraston johtavat upseerit eivät koskaan kysyneet, miksi kuusi niin lähelle japanilaisia lentotukialuksia laukaistua torpedoa ei tuottanut yhtään osumaa. Japanilainen taistelulentopartio, joka lensi Mitsubishi A6M2 Zeroilla, ampui alas ilman saattajaa olleet, hitaat ja alivarustetut TBD:t. Muutama TBD onnistui pääsemään tarpeeksi lähelle pudottaakseen torpedonsa ja ampuakseen konekivääreillään vihollisaluksia. Tämä sai japanilaiset lentotukialukset tekemään jyrkkiä käännöksiä. TBD Devastatoria ei enää koskaan käytetty taistelussa.
Vaikka amerikkalaiset torpedohyökkäykset eivät saaneet osumia, japanilaiset lentotukialukset eivät kyenneet valmistautumaan omaan iskuunsa. Ne myös vetivät japanilaisen taistelulentopartion pois asemista. Myös monien Zerojen ammukset ja polttoaine loppuivat kesken. Torpedolaivue 3:n (VT-3 Yorktownista) kaakosta klo 10:00 tekemä kolmas torpedokoneisku sai japanilaisen CAP:n lentämään laivaston kaakkoiskulmaan. Paremmalla kurinalaisuudella ja käyttämällä enemmän Zero-koneita CAP:ssä Nagumo olisi ehkä voinut estää tulevien amerikkalaisten hyökkäysten aiheuttamat vahingot.
Kolme SBD-laivuetta (VB-6, VS-6 ja VB-3) Enterprisen ja Yorktownin aluksista lähestyi lounaasta ja koillisesta. Enterprisen kahden laivueen polttoaine oli vähissä vihollisen etsimiseen käytetyn ajan vuoksi. Laivueen komentaja päätti kuitenkin jatkaa etsintää. Hän havaitsi japanilaisen hävittäjä Arashin. Se oli siirtymässä takaisin Nagumon lentotukialusten luokse sen jälkeen, kun se oli epäonnistunut amerikkalaisen sukellusvene Nautiluksen syvyyslaukaisussa. Nautilus oli aiemmin hyökännyt epäonnistuneesti taistelulaiva Kirishimaa vastaan. Osa pommikoneista menetettiin polttoaineen puutteen vuoksi ennen hyökkäyksen aloittamista.
McCluskyn päätös jatkaa etsintöjä oli suuri apu Yhdysvaltain lentotukialusryhmälle ja Midwayn joukoille. Kaikki kolme amerikkalaista syöksypommituslaivuetta (VB-6, VS-6 ja VB-3) saapuivat oikeaan aikaan hyökkäystä varten. Suurin osa japanilaisten CAP:stä etsi torpedokoneita. Aseistetut japanilaiset iskukoneet täyttivät hangaarikannet, polttoaineletkut lojuivat kansilla ja pommit ja torpedot olivat hangaarien läheisyydessä, minkä vuoksi japanilaiset lentotukialukset olivat hyvin suuressa vaarassa vaurioitua.
Kello 10.22 alkaen Enterprisen ilmaryhmän kaksi laivuetta hajaantuivat ja hyökkäsivät kahteen kohteeseen. Sattumalta molemmat ryhmät hyökkäsivät Kagaa vastaan. Komentajakapteeniluutnantti Richard Halsey Best ja kaksi muuta konetta suuntasivat pohjoiseen hyökätäkseen Akagiin. Lähes kahden täyden laivueen hyökkäyksen kohteeksi joutuneeseen Kagaan osui neljä tai viisi pommia, jotka aiheuttivat raskaita vaurioita ja sytyttivät tulipaloja, joita ei saatu sammutettua. Yksi pommeista laskeutui sillan lähelle, jolloin suurin osa johtavista upseereista kuoli.
Useita minuutteja myöhemmin Best ja kaksi lentokonetta syöksyivät Akagiin. Vaikka Akagi sai yhden täysosuman (jonka pudotti komentajakapteeni Best). Se osui kannen hissiin ja meni koko matkan läpi ylempään hangaarikanteen. Se räjähti aseistettujen ja tankattujen lentokoneiden keskellä. Toinen pommi räjähti veden alla, mikä taivutti lentokantaa ja aiheutti peräsinvaurioita.
Max Leslien komentama Yorktownin VB-3 hyökkäsi Sōryūn kimppuun. Ne saivat ainakin kolme osumaa ja aiheuttivat paljon vahinkoa. VT-3 otti kohteekseen Hiryūn, mutta ei saanut osumia.
Kuudessa minuutissa Sōryū ja Kaga olivat tulessa. Myös Akagi vaurioitui vakavasti. Japanilaiset toivoivat, että Akagi voitaisiin pelastaa tai hinata takaisin Japaniin. Lopulta kaikki kolme lentotukialusta hylättiin ja upotettiin.
Japanilaisten vastahyökkäykset
Hiryū, ainoa elossa oleva japanilainen lentotukialus, joutui hyökkäyksen kohteeksi. Hiryūn ensimmäinen hyökkäys koostui 18 syöksypommittajasta ja kuudesta hävittäjäsaattueesta. Ne seurasivat perääntyviä amerikkalaisia lentokoneita ja hyökkäsivät Yorktownin kimppuun iskien siihen kolmella pommilla, jotka räjäyttivät reiän kanteen, sammuttivat sen kattilat ja tuhosivat useita ilmatorjuntatykkejä. Vaurioista huolimatta korjaustiimit saivat korjattua ohjaamon kannen ja useita kattiloita tunnissa. Hyökkäyksessä menetettiin kaksitoista japanilaista syöksypommittajaa ja neljä saattajahävittäjää.
Noin tuntia myöhemmin Hiryū teki toisen hyökkäyksen. Se koostui kymmenestä torpedopommittajasta ja kuudesta A6M:stä, jotka saattoivat sitä. Yhdysvaltain korjaustyöt olivat onnistuneet niin hyvin, että japanilaiset olettivat, että kyseessä oli toinen, vahingoittumaton lentotukialus. Hyökkäyksessä Yorktowniin osui kaksi torpedoa; se menetti kaiken tehonsa ja kallistui paapuuriin, mikä teki siitä toimintakyvyttömän. Amiraali Fletcher siirsi komentajansa raskaalle risteilijä Astorialle. Kumpikaan Spruancen Task Force 16:n tukialuksista ei vaurioitunut.
Uutiset näistä kahdesta iskusta ja raportit siitä, että kumpikin oli upottanut amerikkalaisen lentotukialuksen (itse asiassa Yorktownin molemmissa tapauksissa), paransivat huomattavasti Kido Butain moraalia. Sen harvat elossa olevat lentokoneet saatiin kaikki takaisin Hiryūn alukseen, jossa niitä valmisteltiin hyökkäystä vastaan, jonka uskottiin olevan ainoa jäljellä oleva amerikkalainen lentotukialus.
Amerikkalainen vastahyökkäys
Myöhään iltapäivällä Yorktownin tiedustelukone paikallisti Hiryun. Enterprise käynnisti syöksypommittajien iskun (mukaan lukien 10 Yorktownin SBD-konetta). Huolimatta siitä, että Hiryūa puolusti yli tusina Zero-hävittäjää, Enterprisen hyökkäys onnistui: neljä, mahdollisesti viisi pommia osui Hiryuun, jolloin se jäi tuleen eikä pystynyt käyttämään lentokoneita. (Hornetin isku kohdistui saattoaluksiin, mutta se ei saanut yhtään osumaa.) Toivottomien palonhallintayritysten jälkeen suurin osa Hiryūlle jääneestä miehistöstä vietiin pois alukselta. Muu laivasto jatkoi purjehtimista koilliseen saadakseen amerikkalaiset lentotukialukset kiinni. Hiryū pysyi pinnalla vielä useita tunteja. Kevyen lentotukialus Hōshōn lentokone löysi sen. Tämä herätti toiveita siitä, että alus voitaisiin pelastaa tai hinata takaisin Japaniin. Hiryū upposi kuitenkin pian havaitsemisensa jälkeen. Kontra-amiraali Yamaguchi päätti upota aluksensa mukana, mikä maksoi Japanille parhaan lentotukialusupseerinsa.
Pimeän laskeutuessa molemmat osapuolet pohtivat tilannetta ja tekivät toimintasuunnitelmia. Amiraali Fletcherin oli hylättävä Yorktown. Hänestä tuntui, ettei hän pystynyt johtamaan risteilijältä käsin. Hän antoi komennon Spruancelle. Spruance tiesi, että Yhdysvallat oli saavuttanut suuren voiton, mutta hän ei ollut vielä varma siitä, mitä japanilaisia joukkoja oli jäljellä. Hän halusi suojella Midwayta ja lentotukialuksiaan. Hän seurasi Nagumoa päivällä ja jatkoi seuraamista yön laskeutuessa. Lopulta Spruance vetäytyi itään, koska hän pelkäsi mahdollista yötaistelua japanilaisalusten kanssa ja uskoi Yamamoton yhä aikovan hyökätä. Hän kääntyi takaisin länteen kohti vihollista keskiyöllä. Yamamoto päätti jatkaa hyökkäyksiä ja lähetti jäljellä olevat aluksensa etsimään amerikkalaisia lentotukialuksia itään. Hän lähetti myös risteilijäjoukon pommittamaan saarta. Japanilaiset alukset eivät saaneet yhteyttä amerikkalaisiin, koska Spruance oli päättänyt vetäytyä itään, ja Yamamoto määräsi vetäytymisen länteen.
Spruance ei onnistunut saamaan yhteyttä Yamamoton joukkoihin 5. kesäkuuta, vaikka hän teki useita etsintöjä. Päivän loppupuolella hän aloitti hyökkäyksen Nagumon lentotukialuksia vastaan. Tämä isku jäi Yamamoton pääalusryhmän ohi. Se ei osunut yhteenkään japanilaiseen hävittäjään. Hyökkäyslentokoneet palasivat lentotukialuksille yön tultua. Spruance määräsi Enterprisen ja Hornetin sytyttämään valot maihinnousun helpottamiseksi.
Kesäkuun 5.-6. päivän yönä kello 02.15 komentaja John Murphyn Tambor, joka oli vedessä 90 meripeninkulmaa (100 mailia; 170 kilometriä) Midwaysta länteen, antoi toisen sukellusvenevoimien tärkeimmistä panoksista taistelun lopputulokseen. Murphy ja hänen päällystönsä Ray Spruance Jr. eivät kyenneet tunnistamaan useita aluksia. Murphy arveli, että ne saattoivat olla yhdysvaltalaisia aluksia, eikä ampunut, vaan ilmoitti aluksista Tyynenmeren laivaston sukellusvenevoimien komentajalle, amiraali Robert Englishille (COMSUBPAC). Tämä raportti lähetettiin Nimitzille, joka puolestaan lähetti sen Spruancelle. Spruance oletti, että kyseessä oli maihinnousujoukko, ja siirtyi estämään sen pysytellen 100 meripeninkulmaa (120 mailia; 190 kilometriä) koilliseen Midwaysta.
Tamborin havaitsemat alukset olivat neljä risteilijää ja kaksi hävittäjää, jotka Yamamoto oli lähettänyt pommittamaan Midwayta. Kello 02.55 nämä alukset saivat Yamamoton käskyn vetäytyä ja muuttivat kurssiaan. Suunnilleen samaan aikaan kurssinmuutoksen kanssa Tambor havaittiin, ja välttääkseen sukellusvenehyökkäyksen Mogami ja Mikuma törmäsivät toisiinsa aiheuttaen vakavia vaurioita Mogamin keulaan. Vähemmän vakavasti vaurioitunut Mikuma hidasti vauhtiaan 12 solmuun (22 kilometriä tunnissa; 14 mailia tunnissa). Tämä oli suurin vahinko, jonka yksikään taisteluun lähetetyistä 18 sukellusveneestä sai aikaan. Vasta kello 04.12 taivas kirkastui niin paljon, että Murphy saattoi olla varma, että alukset olivat japanilaisia, jolloin pinnalla pysyminen oli vaarallista, ja hän sukelsi lähestymään hyökkäystä varten. Hyökkäys ei onnistunut, ja noin kello 06:00 hän ilmoitti lopulta kahdesta länteen päin matkalla olevasta Mogami-luokan risteilijästä.
Seuraavien kahden päivän aikana ensin Midway ja sitten Spruancen tukialukset tekivät useita hyökkäyksiä. Dauntlessit upottivat Mikuman, kun taas Mogami selvisi vaurioista ja palasi kotiin korjattavaksi. Myös hävittäjiä Arashio ja Asashio pommitettiin ja konekivääritettiin viimeisen hyökkäyksen aikana.
Yorktownia hinasi USS Vireo. Myöhään iltapäivällä 6. kesäkuuta I-168 kuitenkin ampui torpedoja; kaksi osui Yorktowniin, mutta kolmas osui ja upotti hävittäjä USS Hammannin, joka oli antanut virtaa Yorktownille. Hammann hajosi kahtia ja 80 ihmistä kuoli. Yorktown upposi hieman kello 05:00 jälkeen 7. kesäkuuta.