04:30（中途岛时间，日本舰队时间则为清晨）： 南云舰队旗舰“赤城”号的飞行甲板上，信号灯猛地一闪！伴随着发动机震耳欲聋的轰鸣声，第一攻击波的108架飞机，在经验丰富的飞行队指挥官友永丈市大尉（他驾驶的是一架“九七式”舰载攻击机，这次充当水平轰炸任务）的率领下，呼啸着从“赤城”、“加贺”、“苍龙”、“飞龙”这四艘航空母舰的甲板上腾空而起！这个庞大的攻击编队，包括了36架携带炸弹的“九七式”舰载攻击机（充当水平轰炸机）、36架“九九式”舰载俯冲轰炸机和36架负责护航的“零式”战斗机。它们如同出笼的猛禽，在晨曦的微光中，直扑东南方向的中途岛！
中途岛的警报与迎击：
05:30左右： 就在日军机群还在途中飞行的时候，一架正在执行扇形搜索任务的美军pby“卡特琳娜”水上侦察机，率先在雷达屏幕（pby也装备了早期型号的对海搜索雷达）和肉眼中发现了这股黑压压的敌机！飞行员约翰·l·普劳特少尉立刻用明码向中途岛基地发出了那份改变了历史进程的警报：“发现大批敌机！方位320度，距离150英里，高度约1万英尺！正向中途岛飞来！”（也有一说是“发现两艘日军航母和主力舰队”，但更普遍的说法是先发现了机群。）
警报声凄厉地划破了中途岛上空的宁静！岛上的美军飞机（大约有20多架f2a“水牛”和少量f4f“野猫”战斗机，由海军陆战队航空兵少校弗洛伊德·b·帕克斯指挥）在接到警报后，立刻紧急起飞，迎向来袭的日军机群。但可惜的是，无论是飞机的性能（“水牛”战斗机简直就是“零式”的活靶子）还是飞行员的空战经验，美军的岸基战斗机部队都远远不是那些参加过珍珠港偷袭和南洋作战的日本海军王牌飞行员的对手。空战几乎从一开始就呈现出一边倒的“屠杀”景象，大部分美军战斗机在与“零式”的缠斗中，很快就被击落或击伤，飞行员非死即伤，损失惨重。
地面上，美军的高射炮火也猛烈地向天空开火，试图阻止日军飞机的攻击。但面对高速俯冲和灵活机动的日军飞机，高射炮的命中率相当有限，更多的是起到一种心理上的威慑作用。
空袭中途岛（06:30左右开始）： 突破