“利根号”巡洋舰上的那位姓名不详的侦察机驾驶员也许会因为早晨的麻烦事而不胜烦恼，但他不能抱怨说他那天早上过得平淡无奇。首先，“利根号”于05：00才让他升空，比原计划晚了1小时。对于时间观念很强的日本人来说，这实在令人恼火。其次，他在弹射起飞进入第四号搜索扇面后才20分钟就发现了敌情。他立即向“利根号”报告说：“发现浮出水面的两艘潜艇……离我起飞地点80海里。”几乎可以肯定，这两艘潜艇中一艘是“格鲁珀号”，另一艘大概是英国人在最东边活动的“白杨鱼号”。
起飞后不到1小时，他再次发现敌情，并通过无线电作了第二次报告：“敌机15架正朝你飞去。”南云于05：55收到这一警报。他所发现的也许是04：30由“约克城号”起飞的10架搜索飞机，因为当时美国的攻击飞机还没有起飞。5分钟后，山口也证实发现敌机。于是南云下令各舰的战斗机升空。有关这批美机的情况真也罢、假也罢，反正此刻它们已销声匿迹、无影无踪了，而且此后也再无下文。
一名侦察机驾驶员一天之中发现2艘潜艇、“15架”敌机，肯定会兴奋不已。可是对“利根号”上的这位飞行员来说，这才是个开头。07：28，他完成了外向搜索任务开始返回时，发现一个重大敌情，立即作了如下报告：“发现10艘水面舰艇，像是敌舰，距中途岛240海里，方位10°，航向150°，航速20多节。”
这个报告犹如晴天霹雳，在“赤城号”舰桥上引起巨大震动。草鹿暗自思忖：他们原来在那儿！
源田回忆说：“南云和其他参谋人员都觉得我们麻痹大意了，同时也不知道怎样来正确地审度当时的局势。”
“10艘水面舰艇，像是敌舰”，这种报告措辞当然是不明确的。在这一海域的军舰只能是敌舰。南云自己的部队处于中途岛攻略部队的最东侧，可以推测，这10艘军舰不是德国的，当然更不会是意大利的，所以只可能是敌舰。情报参谋小野宽次郎海军少佐把敌舰位置在图上标出后，发现它们离自己的舰队正好200海里。查明敌舰队中是否有航空母舰乃是头等重要的事情。倘若没有，对日本人就不构成威胁。它完全处于日本舰载机的攻击范围之内，可以暂时让它逍遥自在地游弋，等到第二波攻击很快把中途岛那边的事干完，再回来收拾它也不迟。
但是，如果敌舰队中真有一艘或几艘航母，那情况就大不一样了。草鹿首先考虑到：“报告中提及的在那片海域活动的敌舰队不可能没有航母，肯定在某个地方。”可是他知道日方不会取消对中途岛的进攻，因为他认为，发现这支美国舰队并没有改变当初促成作出这一决定的种种考虑。同时，他也忘不了“两只兔子”的争论以及其后的训令：攻打中途岛是首要任务。
因此，南云作出的决定实际上是一种折衷。虽然他同意按预定日程进攻中途岛，但又不能对在附近活动的10艘敌舰掉以轻心，也不能坐等“利根号”上的侦察机去查明舰种。所以他在07：45传令所属部队：“准备攻击敌舰队，没有换装炸弹的攻击飞机不要卸下鱼雷。”2分钟以后他又下令“利根号”上的四号机“查明舰种，保持联系”。
从07：28收到情报到07：45下达命令，其间显然有17分钟耽搁。为此，南云受到许多指责。南云本人的报告明确地说，他于08：00左右才收到来自“利根号”那架侦察机的报告。山口和草鹿都同意这一说法。但07：45和07：47的命令说明，事实上南云在07：45之前已经收到了报告。然而，要说南云在收到报告后的15分钟内依然举棋不定，那是没有根据的。从那天早上早些时候附发报时间的电文中可以看出，从发电到收电之间的耽搁曾长达14-27分钟。例如，上文提到的那架侦察机关于发现潜艇的报告是05：20发出的，05：40才收到，小川关于袭击沙岛的报告发报时间是06：40，“赤城号”于07：07才收到。如此看来，“赤城号”舰桥收到07：28的报告很可能在07：40左右。这样，用以标出航向，供参谋讨论，然后由南云作决定、下命令的时间就只有5分钟。
此刻，“赤城号”和“加贺号”的鱼雷机换装炸弹的工作大约已进行到一半。作业队卸下鱼雷、装上炸弹后，飞机重新被起吊到飞行甲板上。南云急令这项工作立即停止时，两舰的飞行甲板上已停放了10-15架准备攻击中途岛的轰炸机。当然，在紧急情况下炸弹也可以用来攻击舰艇，但其命中率和破坏力都远不及鱼雷。
不论这些神秘的敌舰在南云及其幕僚的头脑中占了多大的位置，问题是中途岛迄今没有屈服。07：48，“苍龙号”发信号报告说：“发现敌机6-9架，方位320°。”
这些新发现的美机是VMSB-241中队SBD-2无畏式俯冲轰炸机的先头部队，由中队长洛夫顿·R.亨德森少校亲自率领。按编制，亨德森手下有18架SBD-2，但其中2架因发动机故障无法起飞。驾驶员中有10名调来才一个星期。新手比例较大，加之经常缺油，所以这段时间只进行过一个小时的飞行训练。亨德森知道需要训练出一支过硬的部队，可是他没有时间，所以就把这些人分成两组。技术较熟练、训练成绩较好的在一组，新手分在另一组，由经验丰富的分队长来带。
事实上，他的驾驶员中只有3个人曾驾驶过SBD。这3个人只能以SB2U-2来进行下滑轰炸的训练。俯冲轰炸是海军行之有效的战术，但亨德森出于无奈将它放弃，转而采取效果欠佳的下滑轰炸战术，因为慢速下滑可使新手在飞机下降至500英尺甚至更低时再投弹。他当天的攻击方案是：从8000-4000英尺带油门高速下滑，集体接敌，机动至最佳位置，然后各自为战。撤出战斗时，各机可贴近水面或潜入云层中飞行，然后在离开靠中途岛航线最近的那艘敌舰20海里处会合。
06：10左右，亨德森中队开始起飞，由于“许多飞机争相起飞”，结果欲速则不达，所有飞机全部升空用了10分钟。他们刚离开几分钟，友永的高空轰炸机就来了。
这16架飞机在中途岛以东20海里的假定点“A点”会合。这时小托马斯·F.穆尔少尉的无线电中传来“岛上正遭猛烈袭击”的消息。他回过头，只见岛上滚滚浓烟冲天而起。接着耳机里又传来MAG-22的命令：“……攻击敌航母，方位320°，距离180海里，航向135°，航速25节。”
中途岛上，凯姆斯心中忐忑不安。他不时地重复这项命令，可是1个多小时下来仍然毫无回音，他担心“VMSB这批飞机的俯冲轰炸进攻将成泡影”。其实，这批飞机都收到了他的命令，而且也都回了话，但也许当时正值该岛遭空袭，无线电联络被迫中断了。
亨德森的SBD刚发现南云部队，就和“苍龙号”上的战斗机遭遇。日本舰队以及起飞拦截的日机色彩斑斓，令人眼花缭乱。哈罗德·G.施伦德林少尉迅速扫视了敌战斗机后，识别出它们分两种机型，一种有收缩式起落架，另一种则是固定式起落架。有的机身银光闪闪，机上的识别标记和整流罩呈红色；有的机身暗褐色，识别标记和整流罩呈紫色。枪炮射出的炮弹带着缕缕白烟，不时形成道道烟圈。
美国人很快就发现，狡猾的对手分上下两路作战，协同动作极佳。日机似乎想等SBD把弹带里的100发炮弹打完之后再扑上来解决它们。日机凭正确的直觉咬住亨德森，集中攻他。被大家亲切地称为“铁人”的埃尔默·G.格利登上尉看见亨德森的飞机起火坠落，就接替指挥，率领中队钻入云层。云层底部大大低于亨德森提出的4000英尺单机下滑起点。格利登从大约2000英尺高的云层中冲杀出来，几乎直接出现在一艘日本航母的顶上。他率领的飞机以5秒左右的间隔依次跟进。他们看见一艘航母飞行甲板的中段画着一个巨大的太阳徽，个个手痒痒的。航母飞行甲板呈浅黄色，闪闪发亮，上面没有伪装。
藤田在机动部队上空与B-26交战后，又单枪匹马地向这批俯冲轰炸机发起3次或者4次攻击。他的两名战友赶来助战，他们齐心协力击落了好几架速度缓慢的SBD。未被击落的SBD继续冲向航母。它们俯冲完毕，刚向上拉，就被藤田他们死死咬住。当时藤田就在他所攻击的那架轰炸机下方飞行，那架SBD倾斜着栽进海里。
格利登把飞机拉起，他相信自己看见两颗命中，还看见一颗紧贴右舷飞过而脱靶。他确实向“飞龙号”打出了漂亮的重拳“双风贯耳”，但落点最近的两颗炸弹离目标也有50米左右，一颗落在左舷外侧，一颗落在右舷舰首外侧。难怪格利登会在瞬间扫视时误认为敌航空母舰被他击中，连“赤城号”上的人见此情景也提心吊胆，以为“飞龙号”这下定是在劫难逃了。渊田看到美机大约一半已被击落，但这个小分队依然勇往直前。可是他也不明白它们怎么会没有“命中”目标。“飞龙号”消失在巨大密集的水柱和滚滚浓烟之中，但它很快又像一名气宇轩昂的老演员出台谢幕一样，以胜利的姿态出现在海上。
小丹尼尔·艾弗森中尉从浓云中下滑出来，他往下观察，发现海面上有三艘航母，“其中一艘中部在冒烟”。他选择了他认为被自己的战友所忽视的那艘航母。该舰飞行甲板前后各有一个太阳徽，比相应等级的美国航母要短一些，但宽一些，飞行甲板无上部结构。这就是“加贺号”的外形。据他自己和他的枪炮手观察，他们“有一颗炸弹差点命中尾甲板”。艾弗森希望它能把航母的螺旋桨打坏。23“加贺号”的作战记录图上标明，该部位曾落下三颗近距脱靶的炸弹，其中最近的一颗离左舷舰尾仅20米。
“加贺号”立即进行回击，“飞行甲板上对空火力几乎形成一个完整的环状”。艾弗森猛地把飞机向上拉，但已被一群日战斗机咬住。一颗子弹打坏了他的话筒，他感到一阵不安。后来他回忆说，飞机“数次中弹”。他这句话堪称“轻描淡写”之杰作了，因为当他的飞机歪歪倒倒地在沙岛降落后，检修人员发现机身弹洞累累，多达210个，不禁为之愕然。
穆尔少尉在400英尺高度投下炸弹，紧接着他的机身强烈震颤，飞机随之失控。等他恢复对飞机的控制时，他发现自己离海面只有50英尺了。他原想回头看看弹着点，却发现3架零式机尾随上来。他后来说：“我把对那颗炸弹的兴趣完全抛到了九霄云外。”他的机枪手、二等兵查尔斯·W.休伯大声报告说机枪卡壳，但穆尔要他照样瞄准日机。零式机已快把他们逼到水面了，休伯仍在上演这出“卡壳机枪打敌机”的哑剧。接着他中了一弹，伤倒不重，但已无法继续装模作样、虚张声势。零式机飞行员似乎已觉察到美机出了故障，呼啸着逼得更近。
穆尔受了轻伤，决定飞入云层隐蔽一下。他把飞机向上拉时，引擎突然发生故障。他伸手去抓手摇泵，但勇敢的休伯抢先一步，使引擎重新运转起来。有两架零式机见此情形就停止了追击，但还有一架穷凶极恶，紧追不舍。穆尔用机头0.3英寸口径机炮向它射击，然而每次他对准日机冲上去，对方都向侧面一闪。这样你来我往像跳芭蕾舞似的经过了几个回合之后，那架零式机终于怏怏离去。
穆尔不时地出没于云层，想判明自己的方位。他看见了库雷岛，但不想在那儿降落，因为他想把休伯急送中途岛治伤。由于无线电出了故障，他无法与基地联系。“过了相当一段时间”还没有找到基地，他感到十分惊慌。后来还是受伤的休伯告诉他，远处冒黑烟的地方是他们的目的地。
R. L.布莱恩上尉穿过“非常密集”的高炮火力，摆脱了他估计在数量上以2比1占优势的敌战斗机的拦截，飞抵目标上空，他确信自己的小分队“有一颗炸弹击中了一艘相当大的重型舰艇，另一颗落在舷边”。接着他就开始倒霉了。他的机翼和机身被零式机穿了许多窟窿。他钻进云层，甩掉了敌机，但油泵又出了故障。他只好使用手摇泵，这才摆脱了敌战斗机的追踪。他的机枪手，一等兵戈登·R.麦克菲力接着驾驶。引擎曾一度熄火，飞机直朝下坠，但在离海面大约200英尺处，引擎又重新运转起来。
几分钟后，引擎再也不转了。布莱恩只好在海上迫降。他的SBD在水上漂了3分钟左右，其间他们抢出一支信号枪、一个急救包，还有一顶可以作浮锚用的降落伞。后来布莱恩说：“我们拔出二氧化碳瓶的塞子后感到非常恼火，因为紧急充气阀没有关。这就得靠气筒了。”他们把救生筏充上气后，发现有一处渗漏，不过很快就“大体上”将它堵住了，然后用飞行头盔把里面的水舀了出去。
布莱恩说这一夜过得“真他妈的够受了”。翌日清晨，他们听见飞机马达声，想设法引起这架飞机的注意。但这架巡逻机大概携带了满满一箱油，无法降落。直到第二天，他们用最后一盏浮标灯进行联络时，一架巡逻机上目光敏锐的机枪手发现了他们的小筏。这架巡逻机“来回飞了好几次”，最后才得以在附近海面降落。飞机驾驶员是布莱恩在彭萨科拉结识的一名尉官。
施伦德林险些没有能回来。在距中途岛大约8海里处，他的发动机熄了火，他和机枪手只好跳伞。施伦德林开始朝大约5海里外的一个珊瑚礁游去，等他回头看时，他的机枪手、一等兵爱德华·D.史密斯已经不见了踪影。大约10：00，第二十号鱼雷艇将他救起。后来该艇又从海上救起了被击落的战斗机驾驶员梅里尔。该艇在这一海区绕了很多圈，没有发现其他落水的人。
海军陆战队表功说，他们有3颗炸弹命中一艘“加贺”级航空母舰，还有几颗炸弹近距脱靶。亲身参加这场空战的藤田说，这批飞机都没有命中。我们知道，其他目击者以及日本官方的记录都证实了藤田的说法。美方16架无畏式在还没有给日方造成明显损失的情况下就被击落了8架。那些返回中途岛的SBD-2也“都千疮百孔，有些就此报废了”，这是中途岛美军对南云部队发动的又一场坚定果敢但战果甚微的攻击。
