Ezerkilencszáznegyvenkettő tavaszán a mérhetetlenül magabiztos és legyőzhetetlennek hitt japán haderő – Indokína, Thaiföld, Szingapúr, az Indonéz-szigetek, Guam, Wake és a Salamon-szigetek elfoglalása után – Midway-t szemelte ki, amely Isoroku Yamamoto admirális szerint ideális bázis lenne a járőrözésre induló császári repülőgépek számára. A parancsnok ugyanakkor a szigetcsoport ellen irányuló támadással kívánta előcsalni rejtekhelyéről a Pearl Harbornál meggyengített amerikai flottát, hogy döntő csapást mérjen rá. A két sereg 1942. június 4-én találkozott egymással és megvívták a világtörténelem első olyan tengeri ütközetét, amelyben a két flotta hajói csak közvetett módon vettek részt, a harcot tudniillik a hordozókról felszálló repülőgépek döntötték el. Az amerikai diadallal zárult csata a Csendes-óceánon megfordította a háború menetét, így a hadszíntérre gyakorolt jelentősége El-Alameinhez vagy Sztálingrádhoz mérhető. Az ütközet a japán tengeri fölény végével együtt elhozta a csatahajók alkonyát, hiszen bebizonyosodott, hogy a levegőből támadó ellenféllel szemben még a világ legkorszerűbb hadihajója is szinte teljesen védtelen.
Nagyításhoz kattints a képre.
A Midway ellen vonuló japán csapásmérő erőt – melynek gerincét négy repülőgép-hordozó, az Akagi, a Kaga, a Hiryu és a Soryu alkotta – Nagumo tengernagy vezette, a Yamamoto irányította főerő pedig lesben állva készült meglepni a sziget felmentésére érkező amerikaiakat. A császáriak május 29-én hatalmas sereggel, 190 hajóval, 261 repülőgéppel és 10 000 katonával vonultak a mindössze 5 (!) négyzetkilométer területű, két tagból álló szigetcsoport ellen. Az Amerikai Egyesült Államok azonban a japánok minden lépéséről tudott. Joseph J. Rochefort fregattkapitány és Pearl Harborban állomásozó hírszerző csapata ugyanis hónapok óta figyelte az ellenséges rádióforgalmat és fejtette meg a rejtjelezett üzeneteket. Tudták, hogy a Midway elleni invázió nem más, mint egy ravasz csapda, Chester Nimitz tengernagy, a csendes-óceáni amerikai flotta parancsnoka mégis a térségbe vezényelt két nagyobb taktikai egységet. Raymond A. Spruance tengernagy az Enterprise és a Hornet repülőgép-hordozókkal már 1942. május 28-án Midway felé indult, később követte őt Frank Jack Fletcher tengernagy is a Yorktownnal. Ezt a hajót azonban előbb ki kellett javítani, mert a Korall-tengeren vívott csata során több találatot kapott. Az amerikaiak két hajócsoportját összesen 3 repülőgép-hordozó, 14 torpedóromboló, 7 nehéz- és 1 könnyűcirkáló, továbbá 16 tengeralattjáró alkotta.
A japánok június 4-én érkeztek Midway közelébe és Nagumo parancsára azonnal megkezdték a támadást. Az amerikai radarok azonban észlelték a támaszpont felé tartó bombázóköteléket, illetve a kísérő „Zérókat”, így még időben a levegőbe emelkedhetett a szigeten lévő összes repülőgép. A meglepetésszerű támadás terve ezzel semmivé lett, ennek ellenére a japánok leszórták bombaterhüket a kijelölt célpontokra. Bár néhány találat kétségkívül súlyos kárt okozott, az első hullám korántsem érte el a kívánt eredményt, ezért az akciót meg kellett ismételni. Erről értesülve Nagumo utasítást adott a hordozók fedélzetén álló – az amerikai flotta elleni támadáshoz előkészített, ezért torpedókkal felszerelt – repülők átfegyverzésére. A tengernagy döntését az is megkönnyítette, hogy felderítői nem találták az amerikai hajókat. Ám mialatt a torpedók helyére bombák kerültek, az egyik (kutatórepülést végző) hidroplán mégis ráakadt Spruance és Fletcher egységeire. Nyolc óra harminc körül tehát újra leállt az átfegyverzés, ráadásul ekkor tértek vissza Midway irányából az első hullám gépei is. Ugyan a japánok helyzetéről csak hiányos adatok álltak az amerikaiak rendelkezésére, Spruance mégis támadásba küldte a Hornet, a Yorktown és az Enterprise repülőit. Terve az volt, hogy először a lassú torpedóvetők emelkednek magasba, melyeket a gyorsabb zuhanóbombázók és vadászok követnek. A gépek útközben találkoznak, és együtt vetik magukat a császári flottára. A torpedóvetők azonban a vártnál hamarabb leltek rá az ellenségre és 9 óra 25 perckor támadásba lendültek; a lomha gépek között azonban nagy pusztítást végeztek japán védővadászok. A zuhanóbombázók egy órával később érték el a hordozókat, amelyek épp repülőik indítására készültek.
Az Enterprise gépei – gyenge légvédelmi tűz mellett – már az első rárepülés során leszámoltak az Akagival és a Soryuval, míg a Yorktown repülői a Kagát vették célba – eredményesen. A szörnyű veszteségek ellenére nem maradt el az ellentámadás, melyet az egyetlen épen maradt hordozó, a Hiryu zuhanóbombázói indítottak; a gépek délután egykor érték el és súlyosan megrongálták a Yorktownt. Az üresen sodródó, kiégett hajónak végül június 7-én a japán I–168 tengeralattjáró adta meg a kegyelemdöfést, miután több torpedóval elsüllyesztette. Azonban a Yorktown vesztét okozó Hiryu sem kerülhette el sorsát, az amerikai bombázók ugyanis a Midway-nél felvonultatott negyedik japán hordozót is hullámsírba küldték. Június 5-én hajnalban Yamamoto lemondott a szigetcsoport elleni invázió tervéről, egyben utasítást adott a visszavonulásra. A hátráló csapatok megpróbáltatásai azonban ezzel még nem értek véget, hiszen az őket üldöző amerikaiak június 6-án tűz alá vették két nehézcirkálójukat, a Mogamit és a Mikumát, melyek közül az utóbbi végzetes találatot kapott.
A midway-i csatában a japánok több mint 200 repülőt és 4000 embert vesztettek, szemben az amerikaiak 150 gépével, illetve 300 katonájával. Szertefoszlott a császári haditengerészet verhetetlenségéről szőtt legenda is, ám a távol-keleti haderőt ennél súlyosabban érintette az, hogy a háromnapos ütközet veszteségei – különös tekintettel a négy repülőgép-hordozóra – a háború végéig pótolhatatlannak bizonyultak.