6月4日，太平洋上晨曦初露，天空出现了柔和绚丽的霞光。这时斯普鲁恩斯正在焦急地等待着战术地平线上的霞光。特混舰队迄今还没有收到有关南云那几艘航空母舰确切位置的消息。斯普鲁恩斯的特定目标就是这些航母，他说：“我的任务就是干掉这几艘日本航母，保卫中途岛。”
“企业号”收到了艾迪05：34发出的电报。这是斯普鲁恩斯首次收到证实发现敌航母的消息。这样的电报足以给中途岛守军敲起警钟，但对弗莱彻和斯普鲁恩斯来说，它还不够具体，用处不大。弗莱彻的第十七特混舰队在斯普鲁恩斯的第十六特混舰队东北方向，两支舰队相隔大约10海里向前航行。205：53，“企业号”收到艾迪发回的那份著名的警报：“发现大批敌机。”斯普鲁恩斯后来说：“这份报告使我和弗莱彻得知，日本人已开始实施他们的那一部分作战计划了。”
这份报告没有说明敌航母的数量和确切位置，但说明了来犯敌机的方位是320°，距中途岛150海里。斯普鲁恩斯掌握这一情况后，命令参谋长迈尔斯·S.布朗宁上校“尽快派出所有飞机去攻击敌航母”。
斯普鲁恩斯作出关于出动全部飞机的重大决定是很自然的。他历来极力主张要进攻就必须不遗余力。他说：“要是我去攻击日本人，我将倾尽全力。”
弗莱彻前一天晚上就得出了相同的结论。他说：“对付日本人只有一个办法，那就是向他们进攻，狠狠地打。我们不能坐失良机，必须先发制人，以迅雷不及掩耳之势、雷霆万钧之力发起进攻。”
斯普鲁恩斯给布朗宁的命令下达后不久，特混舰队的电台于06：03又收到中途岛一份报告，其中的情报正是这两位海军将领翘首以待的：“航空母舰2艘、战列舰2艘，方位320°，距离180海里，航向135°，航速25节。”由此可见日本人在美国舰队西南偏西大约200海里处。
弗莱彻在情急之中迅速地思考着。他像一名机敏的篮球运动员，看队友斯普鲁恩斯离篮近，就把球传了过去。06：07，他向斯普鲁恩斯发讯号：“向西南航行，弄清敌舰准确位置后即行进攻。”他留“约克城号”作预备队有两条过硬的理由。首先是因为，他想回收仍在北方作扇面巡逻的那些SBD。其次是因为，从截获的信息来看只有2艘航母，而海军情报处则认为，参加中途岛大规模军事行动的日本航母有4艘，也可能是5艘。他曾在珊瑚海海战中吃过亏。当时，他只顾全力攻击“祥凤号”，结果却使自己完全暴露在“翔鹤号”和“瑞鹤号”的夹击之下。聪明人吃过一次亏就不会再上二次当。
斯普鲁恩斯原计划09：00发起攻击，因为他估计到09：00猎物离他就不足100海里了。在此以后的半小时内，他不断收到有关中途岛的战况报告，显然，如果他想给敌航母造成最大程度的破坏，就不能再干等2个小时。
为了棋高南云一着，智胜南云一筹，他和参谋长布朗宁商量。布朗宁是他的前任哈尔西将军的参谋长，在哈尔西眼中“很了不起”。布朗宁的脾气像个鹰嘴龟。斯普鲁恩斯不客气地说：“太平洋战争中，大家很讨厌他。”但“布朗宁机智敏捷”，况且斯鲁恩斯毕竟不是办礼仪学校的。这位自有主见的海军将领感兴趣的是布朗宁在航空方面的知识，这是他斯普鲁恩斯所缺乏的。
布朗宁估计日本攻击飞机完成攻击任务后，大约09：00就能返回航母。在此之前南云几乎肯定不会改变航向。如果斯普鲁恩斯想在敌航母完成回收飞机时发起攻击，就必须尽快派出飞机。“我们觉得，必须在南云发动第二次攻击前先发制人，这样既可使中途岛免遭进一步损失，也可确保我们自己的安全”。
立即发起攻击的决定是他必须作出的最棘手的决定之一，因为攻击距离越远，己方飞机的困难就越大，而且这些速度慢、飞不高、战斗航程仅175海里的TBD“破坏者式”鱼雷轰炸机，是肯定无法返回自己的母舰了。虽然他表面上不露声色，但内心深处对部下的热爱、为有他们而自豪的感情绝不亚于感情外露的哈尔西。然而，在需要忍痛割爱的关头，他毫不迟疑地作出了任何一个优秀指挥官都懂得的决定：冒牺牲少数的风险，以保全多数。
“大黄蜂号”TV-8的中队长约翰·C.沃尔德伦海军少校也在考虑这样一个严酷的可能性。沃尔德伦是个身材魁梧、锋芒毕露的南达科他人。前一天晚上在四号待机室里，他给在那里待命的鱼雷机驾驶员们散发了一份油印材料。他没有说什么，也无需再说什么了：
有几句话想跟大家说说。我觉得我们都已经作好了准备。我们在很短的时间内，在最严酷的困难环境下接受了训练。我们确实做了力所能及的一切。我确信在这样的条件下，我们是世上最棒的。我最大的愿望是，让我们遇上有利的战机。如果遇不上，或者遇上最糟糕的情况，我要求大家竭尽全力去消灭敌人。如果只剩下最后一架飞机进行最后一次冲击，我也希望这架飞机能够冲上去，击中敌人。愿上帝保佑我们大家！祝大家好运并安全返航！狠狠地揍他们！
沃尔德伦自豪地说他是八分之一的苏族人。每当他凭灵感直觉解决了一个问题，他都把这归功于他的印第安血统。他是VT-8中队中仅有的几名海军学校毕业生之一。他花了大量时间潜心研究海军航空兵空战战术，尤其是日本海军航空兵的战术。他每天都要给部下讲课，以板示和口授的形式讲日本和美国的空战战术。在待机室里，即使在没有任务的自由讨论时间里，别人都在谈山海经或者开玩笑，“他也是坐在那里，望着天花板，琢磨着战术问题和日本人……”稍等片刻，他就让大伙安静下来，即席讲上一个多钟头。
此刻，他在下达最后的任务简令。他对部下说他不相信日本人还会继续去中途岛。他认为，一旦日本人获悉附近有美国舰队，就会重新编队，后撤一定的距离以便回收飞机。所以他要求部下“不必担心日本人的航向，只要跟着他就行了，因为他知道往哪里飞”。
“企业号”上，指挥VF-6的詹姆斯·S.格雷海军上尉只有10架战斗机去掩护33架俯冲轰炸机和14架鱼雷机。俯冲轰炸机飞得高，而鱼雷机却飞得低。这就产生了上下如何兼顾的问题。因此他和VT-6的作战参谋亚瑟·V.伊利海军上尉共同商定了联络信号。格雷将努力在能同时给这两类轰炸机提供保护的高度上飞行。如果鱼雷机遭零式机的攻击，中队长尤金·E.林赛海军少校就向格雷呼叫：“吉姆下来！”这样的安排似乎合情合理，因为格雷的F4F-4俯冲到鱼雷机高度比爬升到俯冲轰炸机的高度要容易得多。
沃尔德伦作指示时，林赛不在场，而且飞行大队长克拉伦斯·韦德·麦克拉斯基51也确实认为林赛不必参加这次战斗。“企业号”从珍珠港起航时，林赛的“破坏者式”向航母降落失败，冲出甲板。林赛受了重伤，至今还鼻青脸肿，连飞行风镜都戴不上。但那天早上有人问他能否起飞时，他平静地答道：“我受飞行训练，为的就是上天。”
第十六特混舰队的两艘航母都转向了逆风。“大黄蜂号”和“企业号”上的飞机先后于07：00与07：06开始起飞。07：20，斯普鲁恩斯把部队分成两个编组，相互间隔几千码。这两个编组于07：20后就各自为战了。和“企业号”编在一组的是“北安普顿号”、“文森斯号”、“彭萨科拉号”巡洋舰以及“巴尔奇号”、“本汉姆号”、“艾尔文号”、“莫纳汉号”和“费尔普斯号”驱逐舰。米彻尔的支援部队是“明尼阿波利斯号”、“新奥尔良号”、“亚特兰大号”巡洋舰以及“埃利特号”、“沃登号”和“康宁安号”驱逐舰。
07：55，“大黄蜂号”完成起飞作业，恢复了原航线，向“企业号”编队靠拢。08：15，它刚完成靠拢，就收到“北安普顿号”的报告：“发现敌机1架，方位185°，距离30海里，机种为单引擎双浮筒式水上飞机。”雷达捕捉到这个目标，观察哨也证实发现了这架搜索机，但战斗巡逻机在空中没能找到它。
这架飞机无疑就是我们的老相识、“利根号”那架侦察机。它每次发报时究竟发现了什么军舰，至今仍是一个谜。由于能见度极好，它可能发现了第十六特混舰队的两个编队，甚至还可能发现了第十七特混舰队。这时，斯普鲁恩斯第一次意识到自己的舰队已被敌人发现。他十分担心出奇制胜的优势已经丧失，但他派出的攻击飞机已经上路了，现在只好按原计划实施进攻，并希望能有个好的结果。
斯普鲁恩斯所设想的是有战斗机掩护的鱼雷机和俯冲轰炸机的协同进攻。他派出了由116架飞机组成的庞大机群。除林赛率领的14架鱼雷机（VB-8中队）以及格雷率领的10架战斗机（VS-8中队）外，从“企业号”上起飞的还有由麦克拉斯基率领的VB-6和VS-6两个中队的33架SBD（为了这次进攻，VS-6的侦察机也都装上了炸弹）。“大黄蜂号”提供了34架俯冲轰炸机和携带炸弹的侦察机，还有沃尔德伦的15架鱼雷机以及塞缪尔·G.米切尔海军少校VF-8中队的10架战斗机，统一由飞行大队长斯坦厄普·C.林海军中校率领。但是幸运女神毕竟还没有完全把南云抛弃。
09：17，“赤城号”改变原定的中途岛航向，转向70°航行，逼近美特混舰队。再有1分钟时间它就可以把所有攻击飞机全部收回了，令人难以置信的是，斯普鲁恩斯对敌航向的变化还一无所知。事实上，从06：03截获电报到他的飞机实际发现日航母的这段时间，敌舰队就在美国人的眼皮子底下，可是侦察机和中途岛的轰炸机都没有向他报告过敌情。
由于缺乏通信联系，没有协同配合，美国在中途岛付出了巨大代价。不然，美国人也不至于死伤如此惨重，而日本人最终受到的惩罚也将会严厉得多。这次的问题不是令人头疼的各军种不配合的老问题，而是海军内部各自为政。“我们未能从自己的陆基部队那里得到足够的情报，这就提出了一个能否完全信赖兄弟单位的问题。”“大黄蜂号”的航空作战参谋小J.G.福斯特海军少校这番怨气十足的话是可以理解的。22“企业号”舰长默里对此也很有意见。他说：“没有敌情补充报告……对我军来说后果可能是灾难性的。没有敌情补充报告，6月4日、5日两天中途岛的陆基飞机没能继续进行战术侦察，也许这两条使我们未能全歼敌军。”
但这不能完全归咎于中途岛部队。例如，从07：10开始，“鹦鹉螺号”潜艇就在秘密跟踪南云了。它在攻击敌战列舰后，浮到能进行潜望的深度。09：00它发现一艘航母“真方位83°”，并继续接近该航母。“鹦鹉螺号”航海日志记载：“09：10遭敌巡洋舰攻击，向巡洋舰发射鱼雷，因目标规避未中，敌舰再度进攻，投放6颗深水炸弹。”布劳克曼所攻击的并非巡洋舰，而是“岚号”驱逐舰。09：18，他命令“鹦鹉螺号”下潜。这时南云改变航向已足有1分钟时间，但美特混舰队并没有收到有关这次遭遇的报告。
如果南云在10-15分钟之前就改变了航向，这时也许就根本不会与斯普鲁恩斯的飞机遭遇。即使如此，当“大黄蜂号”的俯冲轰炸机和战斗机飞抵预定空位时，南云并不在美国人原先判断的位置。
“大黄蜂号”原计划以俯冲轰炸机和鱼雷机协同进攻，但在飞机起飞和编队的这一小时中，天空突然浓云密布，沃尔德伦的VT-8分队和林的无畏式很快就观察不到对方了。林把飞机编成侦察队形，自己居中掌握航向和航速。这种编队飞行在当时是可以的，但并不是最佳编队方式。保持一字展开的队形就需要不断调节油门，而每调节一次油门都要浪费一些汽油——油耗是关系到生死成败的大问题。
林在飞达预定截击点后，没有采取标准的“扩展正方形”战术（即沿一空心正方形的四边飞行并不断向外扩展的战术），在当天的气象条件下，采取这一战术可以使能见度达到50海里左右。他又沿原航向继续飞行了50海里，使他的机群更接近中途岛，而后又飞回了“大黄蜂号”上空。
这时油压表读数已低得惊人。攻击飞机分散飞行，各自寻找加油点。林、VS-8中队的17架飞机和VB-8中队的3架无畏式在“大黄蜂号”上降落时，油料尚未耗尽。
就我们所知，尽管林从未公开解释过他为什么这样做，但其中定有缘故。也许如同沃尔特·洛德所说，林估计日本人早已抵达位于中途岛和“大黄蜂号”之间的某个地点了。不管他是怎样推断的，由于没有找到敌机动部队，他的部队大失所望，许多人都责备他。
罗伯特·R.约翰逊海军少校率领其余13架俯冲轰炸机向中途岛飞去。由于不甚了解正确的敌我识别信号，他就把炸弹朝海里扔，想以此表示是自己人。但岛上的高射炮兵神经过敏，没有看出这个友好姿态，所以他的机群一度被迫躲避岛上的高炮火力。
特罗伊·吉洛利海军少尉在几海里外的海面上迫降。7个半小时后，一架PBY把他和他的机枪手救起，两人都没有吃多少苦头。有一架轰炸机在离中途岛不到10海里处迫降，还有一架在礁湖里迫降。
“‘大黄蜂号’的俯冲轰炸机因未找到目标，所以没参加这次攻击，”后来斯普鲁恩斯在给尼米兹的报告中说，“如果有他们参加，就可以攻击第四艘日本航空母舰，‘约克城号’后来也不会遭那艘敌航母的攻击。”斯普鲁恩斯不是那种侈谈“本来也许会如何如何”这类空话的人，所以他在报告中这样写就足以说明，这次贻误战机使他多么耿耿于怀。
“大黄蜂号”的作战报告中有一段文字，令人痛心地暗示出这种混乱局面本来是能够避免的：“这批飞机起飞后大约一小时，敌航向改变，开始后撤，我们仍保持无线电静默，没把情况及时通报各机。”言外之意，第十六特混舰队（或者至少“大黄蜂号”）知道日本舰队已改变航向。但仅仅为了不触犯无线电静默这个天条，就不把这一情况通知攻击机群，以致危及整个战斗。正如读者所知，美国舰队的一部分早已被一架日本侦察机发现，美机群起飞后，消灭敌人本应成为头等大事，所以不通报情况的行为是不可饶恕的。
几乎可以肯定，塞缪尔·埃利奥特·莫里森关于中途岛战况报告中提到过上述引文。他还说：“……撰写这份报告的军官告诉我，他并不想给人以那种印象。”这个军官想给人以什么样的印象，弄清这个问题倒是非常有趣的。
“大黄蜂号”的战斗机比轰炸机更倒霉。它们全部因油料耗尽而在海上迫降。米切尔、他的作战参谋以及理查德·格雷海军中尉的落水点靠得比较近，得以共用两只救生筏以及一份应急口粮。经过4天又20个小时，他们才被一架PBY救起，这时他们已是饥饿难忍，浑身水泡，还被一条鲨鱼吓得要命。
沃尔德伦的情况和林不同。他率领鱼雷机按既定航线飞行，所处的位置恰到好处。他凭直觉对敌人的了解已达到令人惊异的程度。他在最恰当的时机，小弧度转弯朝西北偏西方向飞去。“我们直接向日本舰队扑去，沃尔德伦好像有一根绳子拴在敌舰队上一样。”乔治·H.盖伊海军上尉回忆当时情景说。
VT-8的成员构成是民意测验者们最喜欢的、具有美国成年男子的代表性：一位曾经是俄勒冈州谢里登一所学院的田径明星，一位在纽约州一家保险公司里供过职，一位当过堪萨斯城肉类加工厂的工人，一位是哈佛大学法律系的学生，一位是洛杉矶某木材商的儿子，一位是由海军士兵中直接选送安纳波利斯海军学院任职的，还有几位是安纳波利斯海军学院的正式毕业生。
盖伊去彭萨科拉海军飞行学校受训之前是农业机械学院的学生。那天上午从“大黄蜂号”起飞，是他有生以来第一次用飞机运载鱼雷，更不用说还是从军舰上起飞的。而且他“从来也没看见别人这样干过”。中队里其他少尉也没有见过。和战友们一起升空后，这位25岁的年轻人头脑里就没有产生过任何疑虑。沃尔德伦训练他们，给他们讲课，让他们作难度高、危险系数大的演练。盖伊和中队里的伙伴们对他充分信任，无限尊敬。盖伊于此后不久对前来采访的人说：“我们几乎一看队长沃尔德伦的后脑勺，就能知道他脑子里在想什么，因为他曾不厌其烦地告诉我们，在什么样的情况下应该做什么。”
09：18，“筑摩号”发现这批鱼雷机，也正是在这个时候，友永的最后一架飞机在甲板上降落。几乎在同一瞬间，“鹦鹉螺号”为规避“岚号”的深水炸弹而迅速下潜。“筑摩号”筑起两道烟幕屏障，并对空射击。一艘驱逐舰在“利根号”左舷也施放了一道烟幕。接着，“赤城号”也发现了来犯敌机，并开始规避。在源田看来，敌机像是“在远处湖面上飞翔的一群水鸟”。
他们终于来了！源田自言自语道。自从上次敌陆基飞机进攻以来，在整个作决定和回收飞机的过程中，日本飞行员心里一直在犯嘀咕：敌舰载机怎么还迟迟不来呢。不过源田不明白敌机为什么飞得那么低，他心想：他们的接敌方式真怪呀！
盖伊盼着快下进攻命令，而沃尔德伦正抓紧这宝贵的几秒钟把敌舰队的位置和编成电告斯普鲁恩斯。可惜由于距离太远，加上飞机飞得太低，这份报告斯普鲁恩斯没有收到，其他人也没收到。显然，沃尔德伦原想攻击“赤城号”，但因遭零式机猛烈火力的攻击，就转向下方洋面上3艘航空母舰中居中的那艘。据盖伊估计，上来围剿他们的零式机大约有35架，日舰的高炮也一齐对空射击。尽管日方声称有美机被击落，盖伊却肯定一架轰炸机也没有因高炮火力而损坏。他的飞机是唯一接近目标、进入敌高炮射击范围内的飞机。其余大部分轰炸机都很不幸，还没来得及投下鱼雷就被密集的零式机击落了。
有一架鱼雷机扑向“赤城号”，似乎想带雷去撞舰桥。草鹿回忆说：“当时我觉得这下完蛋了。但它没撞着舰桥，而是一头栽进了海里。”草鹿为这个“英勇作战”的飞行员作了简短的祈祷。
有关这个鱼雷机中队最后3分钟悲剧的材料少得可怜。盖伊是唯一的幸存者，可他当时也无暇顾及队友的情况。44VB-8的航空三等兵勒鲁瓦·奎伦在飞往中途岛途中，从无线电中听到了沃尔德伦的声音。他肯定那是沃尔德伦的声音，因为他曾几次在无线电中听到过他的声音。这次，他吐字清脆，断断续续地说：“立即进攻！……当心战斗机！……看那架落水了！……我的情况吗？……告诉我是谁干的，我重重有赏……水里有2架战斗机……我的2名僚机驾驶员要落水了……”
盖伊看见中队长的飞机左油箱起火。着火飞机从盖伊旁边掠过时，他看见沃尔德伦站起来，拼命想从烈焰腾腾的座舱中挣脱出来。剩下的3架TBD中，有2架也打着旋转消失了。接着盖伊的机枪手兼报务员也死了，他成了VT-8分队的唯一幸存者。
他在一艘驱逐舰上方急速拉起，然后朝海面上一艘航母冲去。这艘舰艇显然是“苍龙号”，因为他看见的另两艘航空母舰要比这艘大些。由于电动投雷装置失灵，他扳下手动装置。该舰向右急转弯直冲着他驶来，所以他看出，即使他想脱靶也不可能了。他根本没把舰上漫无目标的对空火力放在眼里，“对准舰前部的一门砰砰射击着的高炮冲去”。他想向它射击，可是机枪卡了壳，于是就从舰尾上方大坡度急转弯飞走。航空母舰上正在给飞机加油装弹，“加油管横七竖八拖得到处都是”。盖伊一直希望TBD上能有一门前炮，这次则更是如此。他在靠近舰桥的地方猛地拉起时，“看见舰桥上的小个子日本舰长急得直跳，大嚷大叫”。
藤田从自己的零式机里所看到的一定是盖伊的那次进攻。就他所知，只有一架鱼雷机躲过了他和战友们的攻击，有可能发射鱼雷。藤田发现鱼雷后，就在“苍龙号”的航迹上方倾斜转弯，像发了疯似的盘旋以期引起航空母舰的注意，“苍龙号”终于转了个弯，鱼雷从它旁边疾驶而过。藤田的飞机上弹药已尽，油料也所剩无几，他在“苍龙号”上降落。使他惊奇不已的是，航空母舰居然没有发现鱼雷。显然，它躲过一场灭顶之灾完全是由于运气。
盖伊才飞离“苍龙号”，就有5架零式机成一直线向他扑上来。第二或第三架零式机击毁了他飞机的方向舵操纵器和副翼。一个机翼突然折断，飞机像块石头似的直往下坠，但他及时跳出了飞机。他顺手抓起一个装有橡皮救生筏的袋子，还抓了一只黑色橡皮坐垫。他也不知道这垫子能派什么用场，不过沃尔德伦跟他们说过，不要随便把东西扔掉，因为万一遇到某些情况时说不定会有用。盖伊很快就发现，躲在坐垫底下能有效地避开敌人的视线。直到空战打到他的北面，他才从垫子下钻出来，安全地把救生筏充上气。他在水上漂着，手和腿都受了些轻伤。第二天，他被一架PBY救起。
米彻尔舰长提出为全中队请功，授予荣誉勋章。虽然对该中队的英勇作战再表扬也不为过分，但是写请功报告的人却渲染并夸大了这项作战的战果：“没有被击落的飞行员在直射距离投下鱼雷，看见它们向敌航空母舰飞去，在舰舷边爆炸，发出耀眼的火光。他们从战斗一开始就知道，为了特混舰队，为了海军，他们要重创日本的空中力量。”
珍珠港事件后，日本报纸抓住袖珍潜艇艇员中仅有一人生还这件事，把那些艇员吹捧成英雄，尽管他们对日本人1941年12月7日的胜利并没有作出什么贡献。中途岛海战后，美国在对待VT-8成员的问题上也出现过类似的现象。这一做法使那些作战同样英勇、损失同样惨重的部队的幸存者们很有意见。
有人怀疑，集中关注VT-8还有一个人们没有意识到的原因，那就是盖伊少尉。盖伊相貌堂堂，能说会道，风度翩翩，幽默风趣，颇有魅力。他的勇敢与机智已为实践所证明。他是公关官员心目中理想的典型人物。
事隔几十年后，中途岛海战中其他参战人员“异常英勇的”作战和牺牲也得到了承认，但这并不损害VT-8飞行员们的英名。