14时45分，美军侦察机发现日军飞龙号航空母舰，斯普鲁恩斯立即命令企业号、大黄蜂号航空母舰的30架“无畏”式俯冲轰炸机起飞，去攻击飞龙号。
15时00分，美军约克城号的舰长巴克马斯特被迫下令弃舰。然而，它却并没有沉没，于是离开了战舰的美国水手们又急匆匆反回到舰上，试图由拖船拖向珍珠港。
16时45分，美军企业号航空母舰的俯冲轰炸机成功地攻击了日军剩下的飞龙号。无论山口多闻如何能打，无论他多么的英明神武，可还是没有办法张开防御魔法，帮飞龙号拦截下命中它的四枚炸弹。
只一瞬间，飞龙号航母上就变成了一片火海。至此，中途岛海战，日本海军参战的四艘主力航空母舰，全部都去海底捞吃火锅了。
19时13分，苍龙号与加贺号火势彻底失控，先后沉没。
20时30分，不甘心失败的山本五十六命令伊168号潜艇趁着夜晚，在23时开始对中途岛上的机场进行炮击，并忽悠说后面会有栗田指挥的第七战队加入炮击，彻底摧毁中途岛上的防御。
22时50分，跑路到了巡洋舰上的南云忠一，在左思右想之后，发出了自己推测的美军兵力，还有自己的损失报告：“敌人还有航母4艘，我方航母全灭。”
1942年6月5日2时55分，日本海军首席参谋黑岛大佐建议：“要不咱们也别怂了，舰队在白天整体压上攻击中途岛，十艘战列舰手拉手，谁先沉没谁是狗……如何？”
日本联合舰队司令山本五十六大将觉得，首席参谋黑岛大佐提出的集中全部舰只在白天轰炸并登陆中途岛的挽回败局的方案简直就是精神病了。于是他下达了更符合自己气质的命令：“取消中途岛的占领行动。”
不过，心怀侥幸的山本五十六还是下达命令，引诱美国海军主力舰队进入战列舰主炮的射程，然后和美国决一死战。随后他就失去了勇气，放弃了这个同样疯狂的计划。
然后，他比南云忠一稍微有那么一点儿骨气，表示“所有责任由我一个人来担当，我回去向天皇陛下请罪。”
3时50分，南云收到山本“击沉‘赤城号’”的命令。
5时00分，抢救失败的赤城号航空母舰被日军舞风号、萩风号、野分号和岚号驱逐舰发射的鱼雷击沉。
5时10分，无法挽救的飞龙号航空母舰被日军驱逐舰发射的鱼雷击沉。第二航空战队司令山口多闻和舰长加来止男选择与舰共沉。坦白点儿说，就中途岛海战中的各种表现来看，南云忠一自杀殉国，山口多闻跑路可能更符合日本国情。
接下来，就是美国海军乘胜追击的时刻了，斯普鲁恩斯接过了指挥权之后，又派出多波战机追击日军军舰，但都没有发现山本的主力舰队。
第二天，也就是1942年6月6日的下午3时45分，慌不择路的日本海军两艘重巡洋舰最上号和三隈号在浓雾中转向时互撞，最上号整个舰艏都被撞飞了，航速也慢了下来。惹了祸的三隈号及另两艘驱逐舰奉命留下护航赎罪，这支小舰队脱离了大团，缓慢撤退。