Настало 4 июня — светлое и ясное. В 5 часов 34 минуты утра патруль с Мидуэя наконец передал по радио долгожданное донесение о приближении японских авианосцев. Затем донесения так и посыпались. Наблюдение установило множество самолетов, направлявшихся к Мидуэю, и линкоры, поддерживающие авианосцы. В 6 часов 30 минут утра началась атака японцев, ожесточенная и сильная. Она встретила неистовое сопротивление, и, вероятно, одна треть нападающих не вернулась из боя. Американцам был нанесен большой ущерб, но аэродром на Мидуэе не был выведен из строя.
Настало время предпринять контратаку, нанести удар по кораблям Нагумо. Подавляющее превосходство японцев в истребительной авиации послужило причиной тяжелых потерь американцев, и результаты этого смелого удара, на который возлагались большие надежды, оказались разочаровывающими.
Однако впечатление от их натиска, казалось, омрачило ясность суждения японского командующего, которого его летчики убеждали, что понадобится второй удар по Мидуэю. Он удержал на борту достаточно самолетов для того, чтобы встретить американские авианосцы, которые могли появиться, но он не ждал, что они появятся, а его разведка производилась недостаточными силами и вначале была безрезультатной. Теперь он решил подготовить самолеты для нового удара по Мидуэю. Во всяком случае, ему было необходимо очистить свои взлетные палубы, чтобы принять самолеты, возвращавшиеся после первой атаки. Это решение оказалось для него роковым. И хотя позднее Нагумо узнал о появлении к востоку от него американского отряда, в состав которого входил один авианосец, было уже слишком поздно. Ему было суждено принять весь удар американской атаки в то время, как его взлетные палубы были загромождены бесполезными бомбардировщиками, которые заправлялись горючим и загружались боеприпасами.
Адмиралы Флетчер и Спрюэнс благодаря проявленному ими до этого хладнокровию оказались в хорошем положении для того, чтобы вмешаться в этот критический момент. Они перехватили информацию, шедшую потоком Рано утром, и в 7 часов утра «Энтерпрайз» и «Хорнет» организовали удар силами всех самолетов, которыми они располагали, за исключением необходимых для собственной обороны. Авианосец «Йорктаун», самолеты которого вели утреннюю разведку, задержался, пока они не вернулись, но его ударный отряд был уже в воздухе вскоре после 9 часов утра — к тому времени, когда первые волны самолетов с двух других авианосцев приближались к своей добыче. Противника скрывала облачность, и пикирующие бомбардировщики сначала не нашли цели. Отряд самолетов с «Хорнета», не имея представления о том, что противник отошел, так и не нашел его и не смог принять участия в битве. Из-за такой неудачи первые атаки были предприняты только торпедоносцами со всех трех авианосцев, и, хотя эти атаки производились с предельно высоким мужеством, они были безуспешны вследствие сопротивления, оказанного превосходящими силами. Из 41 торпедоносца, принимавшего участие в атаке, вернулось только 6. Их преданность была вознаграждена.
В то время когда все взоры японцев и все имевшиеся у них истребители были прикованы к торпедоносцам, на месте боя появились 37 пикирующих бомбардировщиков с «Энтерпрайза» и «Йорктауна». Не встретив почти никакого сопротивления, они сбросили бомбы на флагманский корабль Нагумо «Акаги» и корабль того же класса «Кага»; примерно в то же время волна в составе 17 бомбардировщиков с «Йорктауна» нанесла удар по «Сориу». Через несколько минут палубы этих кораблей превратились в настоящее поле битвы с разбросанными на нем пылающими и взрывающимися самолетами. В трюмах возникли огромные пожары, и вскоре стало ясно, что все три корабля обречены. Адмиралу Нагумо осталось только перенести свой флаг на крейсер и наблюдать, как горят три четверти его замечательного отряда кораблей.
Было уже за полдень, когда американцы собрали свои самолеты. Они потеряли свыше 60 самолетов, но награда была велика. Из неприятельских авианосцев уцелел только «Хириу», и он немедленно решил нанести удар в честь знамени Восходящего Солнца. В то время как американские летчики, вернувшиеся на «Йорктаун», делились впечатлениями, пришло известие о приближении неприятельских самолетов. Неприятельский отряд в составе, как сообщалось, примерно 40 самолетов энергично осуществил свою атаку, и «Йорктаун», помимо того что он сильно был покалечен истребителями и пушечным огнем, был поражен также тремя бомбами. Несмотря на тяжелые повреждения, он, однако, сумел справиться с пожарами и продолжал оставаться в строю до тех пор, пока еще через два часа «Хириу» не нанес новый удар, на этот раз в форме торпедной атаки. Эта последняя и оказалась для «Йорктауна» в конечном счете роковой. Хотя корабль оставался на плаву в течение двух дней, он был потоплен затем японской подводной лодкой.
Однако «Йорктаун» был отомщен еще в то время, когда он не потерял плавучести. В 2 часа 45 минут пополудни «Хириу» был обнаружен, и в течение часа к нему было направлено 24 пикирующих бомбардировщика с «Энтерпрайза». В 5 часов пополудни они нанесли свой удар, и через несколько минут «Хириу» также представлял собой пылающую развалину, хотя затонул он только на следующее утро. Таким образом, последний из четырех авианосцев Нагумо был уничтожен, и вместе с ними погибли все их превосходно обученные экипажи самолетов. Они так и не были заменены. Так закончилась битва 4 июня, которую справедливо считают поворотным пунктом в войне на Тихом океане.
Победоносным американским командующим пришлось встретиться с другими опасностями. Японский адмиралиссимус со своим грозным линейным флотом еще мог атаковать Мидуэй. Американские воздушные силы были чрезвычайно истощены, и у американцев не было тяжелых кораблей, способных с шансами на успех вступить в бой с Ямамото, если бы тот решил продолжать наступление.
Однако ночью японский командующий внезапно изменил решение и в 2 часа 55 минут утра 5 июня отдал приказ об общем отступлении. Причины, побудившие его к этому, отнюдь не ясны, но, очевидно, неожиданное и сокрушительное истребление его драгоценных авианосцев сильно на него подействовало. Ему было суждено пережить еще одну катастрофу. Два из его тяжелых крейсеров, шедших бомбардировать Мидуэй, столкнулись, уклоняясь от атаки американской подводной лодки. Оба они получили тяжелые повреждения и отстали, когда началось общее отступление. 6 июня эти калеки были атакованы летчиками отряда Спрюэнса, которые потопили один из них.
Захватив малые острова Атту и Кыска в западной части Алеутского архипелага, японцы ушли так же тихо, как и пришли.
Размышления о японском руководстве того периода приводят к поучительным выводам. Дважды в течение одного месяца их военно-морские и военно-воздушные силы были развернуты в бою с энергией, искусством и решимостью. Каждый раз, когда входящей в состав их сил авиации приходилось плохо, они отказывались от намеченной цели, хотя в каждом таком случае эта цель была для них в пределах досягаемости. Руководившие операциями у Мидуэя адмиралы Ямамото, Нагумо и Кондо были теми самыми людьми, которые планировали и осуществляли смелые и колоссальные операции, уничтожившие в течение четырех месяцев союзные флоты на Дальнем Востоке и изгнавшие британский восточный флот из Индийского океана. Ямамото отступил от Мидуэя потому, как показал весь ход войны, что флот, не имеющий прикрытия с воздуха и находящийся в нескольких тысячах миль от своей базы, не может рисковать остаться в пределах радиуса действия отряда, сопровождаемого авианосцами, авиация которых в значительной мере уцелела. Он приказал отряду транспортов отойти, потому что было бы равносильно самоубийству штурмовать без поддержки с воздуха остров, обороняемый авиацией, притом остров настолько небольшой, что всякая внезапность была невозможной.
Как полагают, негибкость японского планирования и тенденция к отказу от намеченной цели в тех случаях, когда выполнение плана шло не по расписанию, были в значительной мере результатом громоздкости и неточности их языка, что чрезвычайно затрудняло импровизацию при помощи передаваемых по радио указаний.