中途島戰役是第二次世界大戰的重要戰役，也是美國海軍以少勝多的著名戰役。中途島戰役於1942年6月4日展開，美國海軍在此戰役中成功擊退日本海軍對中途島環礁的攻擊，日軍在海戰中大敗，使美軍得到了太平洋戰區的主動權，因此該戰役成為第二次世界大戰中的太平洋戰爭的轉折點。
日本在珊瑚海海戰之後的僅僅一個月就已經把中途島擬定為下一個攻擊目標。這不僅能報美國空軍空襲東京的一箭之仇（當時日本高級將領中有認為空襲東京的飛機是從中途島起飛的），還能敞開夏威夷群島的大門。防止美軍從夏威夷方面出動並攻擊日本。日本海軍想借此機會將美國太平洋艦隊殘餘的軍艦引到中途島一舉殲滅。為達到該目的，日本海軍幾乎傾巢而出，投入大半兵力，艦隊規模甚至超越後來史上最大海戰萊特灣海戰時的聯合艦隊，是日本海軍在二戰中最大的戰略進攻。
若日本海軍達到所定下的目標，那美國西岸就會直接遭到日本海軍的威脅。由於美國其餘的海軍軍艦已部署到北大西洋，美國在短期內就沒有能力有效地在太平洋對日本海軍做出反擊。日本深知美國的軍事潛力。美國巨大的工業生產能力一旦完全納入戰爭軌道，日本就很少有獲勝的希望。所以日本希望在這種情形出現之前就逼迫美國坐到談判桌前，迅速結束與美國的戰爭。
一些軍事學者也認為，如果日本海軍威脅或者真的攻擊美國西岸的話，便會迫使美國把急需送往歐洲前線的軍事配備轉移到美國西岸，這不但會造成歐洲戰區出現軍需短缺的現象，甚至可能使歐洲戰區再次失守，而讓納粹德國得到最後的勝利。
戰役經過：
6月4日拂曉由中途島派出的“卡塔林娜”式偵察機發回發現日軍航空母艦的情報，在此之前，南雲已經派出了108架艦載機在友永文市海軍大尉的率領下出發攻擊中途島，並派出偵察機偵察機尋找美國艦隊，但有兩架偵察機因機械原因推遲半小時出發，另一架偵察機因引擎故障提前返航，這為日本艦隊埋下禍根。
駐紮在中途島的美軍戰鬥機也全部升空，迎擊來犯的日本戰機。美軍的轟炸機，包括了B-17型轟炸機也向日本艦隊發動還擊。
7時15分南雲下令赤城號和加賀號將在甲板上已經裝好魚雷的準備用來攻擊美國航母的第二波飛機送下機庫，卸下魚雷換裝對地攻擊的高爆炸彈。
7時30分南雲接到推遲半小時起飛的一架偵察機發來的電報，稱距中途島約240海里的海面發現10艘美國軍艦。南雲命該偵察機繼續查明敵人艦隊是否擁有航空母艦，同時命令暫停對魚雷機的換彈。就在南雲等待偵察機的偵察結果時，空中再次響起了警報。40餘架從中途島起飛的美軍B-17轟炸機和俯衝轟炸機撲向南雲的艦隊，結果被擊敗。
8時15分南雲終於接到了偵察機傳來的補充報告：美軍艦隊裡確實有航母的存在。南雲下令各艦停止裝炸彈，飛機再次送回機庫重新改裝魚雷，日本航空母艦的甲板上一片混亂，為了爭取時間，卸下的炸彈，都堆放在甲板上。
8時30分，空襲中途島的第一攻擊波機群返航飛抵日本艦隊的上空。還有那些保護航空母艦的戰鬥機也需要降落加油。南雲處於進退維谷的境地。第二航空母艦戰隊司令山口海軍少將向南雲建議“立即命令攻擊部隊起飛”。第二批突擊飛機換裝魚雷還沒有完成，如果馬上發動進攻，也沒有戰鬥機護航。而且艦上的跑道被起飛的飛機佔用，那麼油箱空空的第一攻擊波機群會掉進海里。南雲決定把攻擊時間推遲，首先收回空襲中途島和攔截美軍轟炸機的飛機，然後重新組織部隊以進攻美軍特混艦隊。
9時25分，一隊由大黃蜂號起飛的15架“復仇者”式魚雷轟炸機組成的編隊發現了南雲艦隊。不幸的是，他們的燃油即將耗盡，而且沒有戰鬥機護航。在自殺式攻擊中，被零式戰鬥機和高射炮火全部擊落，30名飛行員除1人生還外全部遇難。
9時30分，從企業號、約克城號起飛的28架美軍戰機陸續尾隨而來，向蒼龍號和飛龍號展開攻擊。然而在攻擊南雲艦隊的時候遭到重創，損失了20架魚雷轟炸機，美機所投魚雷竟無一命中。
10時20分，由於美軍的攻擊，飛機甲板開始執行給護航的零式戰鬥機加油加彈作業，無法準備反擊波。正當日軍戰鬥機在低空忙著驅趕美軍魚雷機時，南雲艦隊的上空出現了33架從企業號起飛的無畏式俯衝轟炸機。他們在即將放棄搜索的時候發現了為防止美軍“鸚鵡螺號”潛艇上浮而留在原地的“嵐”號驅逐艦，並延其航向找到了日軍航母。此時，日艦正在掉頭轉到迎風的方向，處於極易受攻擊的境地，只停放著幾架零式戰鬥機。
10時24分，第一架換班的防空日本戰鬥機飛離飛行甲板時，企業號的33架“無畏”式俯衝轟炸機，分成2箇中隊分別攻擊赤城號航空母艦和加賀號航空母艦，接踵而來的17架從約克城號航空母艦上起飛的“無畏”式俯衝轟炸機則專門攻擊蒼龍號航空母艦。日軍的3艘航空母艦剎那間變成了三團火球，堆放在甲板上的的飛機以及燃料和彈藥引起大爆炸，火光直衝雲霄，短短的5分鐘，日本三艘航空母艦被徹底炸燬了。
10時40分，接替指揮空中作戰的日第2航空戰隊司令官山口多聞少將發動反擊，18架由“九九”式俯衝轟炸機和6架零式戰鬥機組成的攻擊編隊從飛龍號航空母艦起飛。飛向目標途中，發現了一批正在返航的美軍轟炸機，便悄悄的尾隨。就因如此，日機成功的找到了約克城號，並立即發動攻擊。3顆炸彈命中約克城號，雖然遭到破壞，但是在美軍船員的極力搶修下，恢復了航行功能。
13時40分，10架日軍“九七”式魚雷攻擊機和6架“零”式戰鬥機又從飛龍號飛來，對受傷的約克城號發起了第二次攻擊。約克城號這次就沒那麼幸運，被兩枚魚雷擊中，左舷附近掀開兩個大洞，並把艦舵給軋住了。
16時45分，美軍企業號航空母艦的俯衝轟炸機成功地攻擊了日軍剩下的飛龍號。飛龍號當即命中4彈，船上一片火海。
19時13分，蒼龍號與加賀號先後沉沒。
6月5日2時55分，日本聯合艦隊司令山本五十六大將否決了其首席參謀黑島大佐提出的集中全部艦隻在白天轟炸並登陸中途島的挽回敗局的方案，下令：“取消中途島的佔領行動。”並表示“所有責任由我一個人來擔當，我回去向天皇陛下請罪。” 他把自己關進會客室，一連三天拒絕會見部下。
3時50分，南雲收到山本“擊沉‘赤城號’”的命令。
5時00分，搶救失敗的赤城號航空母艦被日軍舞風號、萩風號、野分號和嵐號驅逐艦發射的魚雷擊沉。
5時10分，無法挽救的飛龍號航空母艦被日軍驅逐艦發射的魚雷擊沉。第二航空戰隊司令山口多聞和艦長加來止男選擇與艦共沉，部分被大火困於船艙底部的船員自魚雷擊穿的洞口逃生獲救。
6月6日3時45分，日軍兩艘重巡洋艦最上號和三隈號在濃霧中轉向時互撞，最上號重創，三隈號及另兩艘驅逐艦留下護航。
8時05分，中途島起飛的12架陸戰隊轟炸機追擊三隈號及最上號。三隈號遭到擊沉，而重傷的最上號則最後逃過美軍轟炸，返回特魯克島基地。美軍接著試圖追擊早在數小時前沉沒的飛龍號，不過只找到了穀風號驅逐艦。但是，雙方並無任何戰果。
6月7日13時00分，日軍伊-168號潛艇發現了約克城號，隨即發射4條魚雷，2條命中約克城號，1條命中護航的哈曼號驅逐艦，哈曼號驅逐艦隨即沉沒，約克城號一直飄浮到第二天中午才沉入海底。
被攻擊同時，美軍其它6艘驅逐艦曾試圖反擊伊-168號，但伊-168號最終安全撤離。
中途島之戰宣告結束。
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