了美军战斗机拦截的日军轰炸机群，开始对中途岛上的油库、机库、发电厂、飞机跑道、兵营等地面设施，进行了持续约半个小时的猛烈轰炸。岛上一片火海，浓烟滚滚，爆炸声此起彼伏。但幸运的是，美军在中途岛的防御工事（特别是一些关键的地下油库和加固的机库）相对比较坚固，而且在空袭前也进行了一定的疏散和伪装。虽然地面设施遭到了严重破坏，但最重要的机场跑道，在经历了轰炸之后，虽然也布满了弹坑，但并未遭到毁灭性的破坏，经过紧急抢修，仍然能够勉强维持飞机的起降作业。这为后来美军岸基轰炸机能够起飞攻击日本舰队，保留了一线生机。
友永丈市的报告与南云的初判： 第一攻击波指挥官友永丈市大尉，在完成对中途岛的轰炸任务后，驾机在岛上空盘旋侦察了一圈。他看到，虽然岛上浓烟滚滚，火光冲天，但美军的机场跑道似乎并未被彻底摧毁，一些高射炮火也依然在顽强地对空射击。于是，他向旗舰“赤城”号上的南云忠一中将发回了一份至关重要的电报：“对中途岛的轰炸效果不理想，机场跑道仍可使用，防御火力依然猛烈，有必要发动第二次攻击。” 南云在收到这份报告后，又结合了其他一些侦察信息，初步判断，为了彻底摧毁中途岛的航空力量和防御能力，确保后续登陆部队的安全，确实有必要对中途岛发动第二波次的空中打击。
美军航母的反击——鱼雷机队的悲壮“盛宴”（07:00 - 10:00，中途岛时间）：
就在南云的飞机还在轰炸中途岛的时候，远在中途岛东北方向“幸运点”海域埋伏的美军三艘航空母舰，在接到中途岛遇袭和发现日军航母编队（最初的侦察报告可能只发现了两艘，信息并不完全准确）的情报后，立刻行动起来！
美军航母的抉择与仓促出击： 舰队总指挥弗莱彻少将（在“约克城”号上）和tf-16司令斯普鲁恩斯少将（在“企业”号上），当机立断，下令各自的航母编队立刻转向，以最大战速（逆风）放飞攻击机群，扑向已被发现的日本航母！他们知道，这是千载难逢的机会，必须抢在日本人反应过来之前，先下手为强！但是，由于各艘航母的准备情况不同（比如“大黄蜂”号的飞机准备得比较慢），再加上为了尽快起飞，也为了应对可能出现的日本潜