列舰、3艘巡洋舰和11艘驱逐舰担任护航，并有油船随队航行。这里顺便交代一句，“翔鹤”号和“瑞鹤”号两艘航空母舰留在日本，因为其中有一艘已经受伤，需要修理。这两艘航空母舰在珊瑚海海战中损失的飞机和飞行员都还没有得到补充而未能参战。
日军主力部队在机动编队西面偏南的海域待机。其兵力编成如下：山本旗舰“大和”号“大和”号及其姊妹舰“武藏”号（排水量均64000吨），是有史以来最大的战列舰。主炮9门，口径为460毫米，炮弹重达1452公斤，比406毫米火炮的炮弹约重0。5倍。一座3联装主炮塔的重量，相当于大型驱逐舰的重量。两舷的装甲厚度超过406毫米。它的另一艘姊妹舰于1940年初在横须贺海军工厂动工，但中途岛海战后，改装成“信浓”号航空母舰。第四艘姊妹舰的建造计划后来取消。“大和”号于1941年12月竣工，“武藏”号于1942年7月竣工。等战列舰7艘、“凤翔”号轻型航空母舰1艘、搭载袖珍潜艇的水上飞机母舰2艘、轻巡洋舰3艘和驱逐舰20艘。但于6月3日，又从这支主力部队中抽出4艘战列舰和2艘巡洋舰组成“阿留申支援舰群”，向北开去。
可以认为，阿留申支援舰群北上是为了在进攻阿留申群岛和中途岛的两支部队之间待机，以便对两方面的作战都可以进行支援。
中途岛登陆编队由参加过进攻菲律宾及荷属东印度群岛的第二舰队司令近藤信竹海军中将指挥，下辖5个舰群：（1）12艘运输船，由1艘巡洋舰、10艘驱逐舰、3艘巡逻艇担任警戒；（2）直接支援舰群，由4艘重巡洋舰和2艘驱逐舰组成，负责掩护登陆输送队和支援上陆战斗；（3）近藤海军中将直接掌握的第二舰队支援舰群，以便必要时给登陆兵力以支援，编有2艘战列舰、“瑞凤”号轻型航空母舰、4艘重巡洋舰和7艘驱逐舰；（4）水上飞机供应舰群，准备在中途岛西北的库雷岛建立基地；（5）扫雷舰群，为登陆输送队清扫航路。上述5个舰群都在不同程度上独立进行作战任务。第二舰队支援舰群位于运输船北或西北50余海里的海域，而直接支援舰群则位于运输船的东北约75海里的海域。
日军和往常一样，还派一支由潜艇组成的先遣部队，在联合舰队的前方搜索前进。其中1艘提前出发，对中途岛进行了侦察。在此期间，有4艘部署在阿留申群岛海域，2艘部署在西雅图海域。在此部署中最为重要的是，为控制珍珠港而设立的两条潜艇警戒线：一条配置4艘潜艇，位于瓦胡岛以西约500海里处，另一条配置7艘潜艇，这条警戒线与珍珠港至中途岛的航线成直角。上述潜艇必须于6月1日前进入阵位。
如此庞大的舰队究竟为什么未能完成任务呢？勿庸置疑，美军知道了日军的作战计划是个决定因素。然而，尽管事先已掌握了充分情报，尼米兹还是很不容易才集结了3艘航空母舰赶赴战场。如果没有掌握敌情，就很难设想尼米兹会这么干。因此，有些人说，日军此战受挫的主要原因是没有出奇制胜。
奇袭问题，无论在海军作战还是在陆军作战中，都是极为重要的。凡能够实施奇袭的，都应予以奇袭。劣势军队往往除以奇袭达到作战目的外，别无他途。然而，日本舰队在制定这一大规模作战计划时，在无需奇袭的情况下依靠奇袭取胜，这就失算了。尽管美军掌握了可靠的情报，如果日本舰队集中用兵的话，不管美军多么走运和有多大能耐，也难以凭着3艘航空母舰战胜和击退日军的8艘航空母舰、11艘战列舰以及大量的支援舰船。6月3日，日军袭击荷兰港的当天，双方在中途岛海域也开始接触。这时，日军竟有10多个水面舰群，分散活动于北太平洋及中太平洋的各海域。
所谓集中，并不是非把全部兵力集中于一个舰群不可。那么，日军的失算表现在什么地方呢？首先，日军的战役目的就不专一。如将派到阿留申方面的2艘航空母舰用于中太平洋，就足以形成决定性的因素。中途岛作战一旦成功，日军便可轻而易举地占领阿留申群岛；而中途岛作战一经失败，也就失去了阿留申作战的意义。
仅就中途岛海域来看，日军确有某些便于集中的因素。日军部队集中活动在日方认为是战略中心的中途岛附近海域，并由山本统一指挥，是能够进行协同作战的。然而到紧要关头，山本才发现，所属各部过于分散，难以相互支援。山本这时虽曾试图协同其部队的行动，但已来不及把分散的部队集中起来，难以挽回败局。
进而具体分析一下日本舰队的兵力部署，也可以看出日军的失策。例如，机动部队中的航空母舰没有配备必要的警戒兵力，而把能够有效保护航空母舰机动编队的这些舰只分别派到其他海域去执行任务。主力部队抽出一部分兵力去支援阿留申作战后，它本身也难以充分发挥威力了。登陆编队从天气晴朗的西南方向接近中途岛，容易被美军发现。这部分兵力没有充分的空中掩护，势必成为美军袭击的主要目标。在尚未确实查明美国舰队的位置之前，就先让登陆编队出航，这说明日本舰队的指挥官还未意识到，在这种情况下运输船比军舰更为重要。
在潜艇的使用方面，日方还有一个严重错误。按日军推测，在进攻中途岛之前，美国舰队不会从珍珠港出动。因此，日本潜艇未在6月1日前进入预定阵位。实际上，美国航空母舰已在6月1日前通过了日军潜艇将在珍珠港和中途岛之间设置的警戒线。航空母舰“大黄蜂”号和“企业”号于5月29日、“约克城”号于5月31日先后通过上述警戒线。倘若日军潜艇能在美国航空母舰通过之前进入预定阵地，日本舰队就不会在中途岛海域遭受突然袭击，其结果也会大不一样。
美国准备应战
由于美军能够破译日军的密码电报，所以它可充分掌握有关日军作战计划方面的情报。尼米兹事先已经知道日军的作战企图、参战兵力基本编成、接近方向以及进攻日期等情况。美军掌提了这些情况，就有了取胜的可能。然而，可以用来抗击日军进攻的兵力实在太弱，因此，美国的军事领导人认为，这次作战失利将是难以避免的。
尼米兹将军首先必须作出抉择的是：要么放弃阿留申群岛，要么牺牲中太平洋而加强阿留申群岛。他选择了后者，将5艘巡洋舰、14艘驱逐舰、6艘潜艇派往阿留申方面。这些兵力以及岸基航空兵，统由罗伯待·西奥博尔德海军少将指挥。
至于中太平洋的防御，中途岛的面积很小，部署不下足以击退日军大规模进攻的兵力。中途岛位于夏威夷群岛西北，距珍珠港约1100海里，是由两个环礁组成的珊瑚岛。在这两个礁岛中，大的称为沙岛，长仅2海里；小的称为东岛，其面积稍大于沙岛的一半，建有飞机跑道。美军已采取一切措施，来加强中途岛的防御。在水际滩头及周围水域布设了水雷，岛上加强了海军陆战队的守备兵力，并增加了一些高炮。岛上的航空兵力也尽可能进行了加强，还配备约30架PBY型水上飞机，供巡逻警戒之用。另有B…17型轰炸机经常往返于中途岛和瓦胡岛之间。6月3日，有17架B…17型飞机停在中途岛。海军陆战队的飞行中队配备有比较现代化的舰载机。守岛部队辖有26架战斗机（多是“野牛”式），用来进行防空任务。另有34架俯冲轰炸机（多是“无畏”式和“复仇者”式），用来袭击敌舰。这些俯冲轰炸机的飞行员，多是刚从航校毕业，没有俯冲轰炸的实际经验。岛上还有4架B…26型陆军轰炸机，虽不适于投掷鱼雷，但也临时改为鱼雷轰炸机。这里唯一真正有效的飞机是，初次部署在太平洋战场的6架TBF型鱼雷轰炸机。集结这些兵力来防守这一军事要地，对一个战备尚未就绪的国家来说，已尽了最大努力。
日军一旦登陆，毫无疑问，海军陆战队必将奋起抵抗。但是无论如何也得依赖海军的支援。尼米兹为了实施支援，能够集结哪些兵力呢？“列克星敦”号航空母舰已经沉没于珊瑚海。“萨拉托加”号航空母舰虽已修好，但正在美国西海岸进行训练，后因组织护航兵力而耽误了时间，该舰6月1日才离开圣迭戈港，6月6日抵达珍珠港，未来得及参加这场海战。“大黄蜂”和“企业”号航空母舰奉命急速从南太平洋开往夏威夷，5月26日进入珍珠港。这支特混编队的指挥官哈尔西患病，由其下属的巡洋舰部队指挥官雷蒙德·斯普鲁恩斯海军少将负责指挥整个编队。斯普鲁恩斯深谋远虑、谦虚谨慎，哈尔西易于冲动、精明能干，这两个人的性格极不相同。但是，历次战斗已经证明，在斯普鲁恩斯的谦和态度中，含有非凡的思考力和正确的判断力。5月28日，斯普鲁恩斯率领2艘航空母舰，在5艘重巡洋舰、1艘轻巡洋舰和9艘驱逐舰的护航下，从珍珠港出航。
弗莱彻指挥的已被击伤的航空母舰“约克城“号，也从南太平洋火速赶来。本来需用3个月才能修好的“约克城”号在3天之内抢修完毕，于5月30日晨在2艘重巡洋舰和5艘驱逐舰的护航下，从珍珠港出发。上述两支航空母舰编队6月2日在中途岛东北海域会合，由资历较深的弗莱彻将军负责指挥。
上述3艘航空母舰及其护航舰只，是美军当时能够用于抗击日军进攻的全部兵力。在美国西海岸，虽有几艘旧式战列舰，但因航速太低，不适于与航空母舰协同作战，且无驱逐舰为其护航。
为了保证航空母舰的安全，在通向中途岛的几个接近航线上部署了19艘潜艇：“乌鱼”号潜艇配置在中途岛以西700海里处，预计日本舰队将在这里会合；3艘潜艇在中途岛以西200海里的海域进行巡逻，另有6艘潜艇配置在离中途岛150海里处，从西南到北成弧形展开；还有2艘潜艇配置在中途岛西北仅50海里的海域；其他潜艇用来配合航空母舰和保卫瓦胡岛。尼米兹将军坐镇珍珠港实施全面指挥，他可根据需要指挥潜艇、航空母舰及中途岛的飞机进行协同作战。
弗莱彻、斯普鲁恩斯所面临的任务极其艰巨。尼米兹下达的指令是：“你们要遵循的原则是值得冒险才去冒险，如无机会致敌以严重损伤，则不应将己方部队置于优势之敌的袭击之下。”与优势之敌交战，必需十分谨慎，不能轻易暴露己方部队，这是很难做到的。弗莱彻和斯普鲁恩斯之所以能够成功地执行上述指令，其主要原因在于巧妙地运用了情报，所以才给与日本舰队以突然袭击。美军指挥官深知，这次海战的关键是航空兵力。因此，他们集中精力用自己的航空兵力来对付日本的航空母舰。美国航空母舰选择在中途岛东北海域待机，这是完全正确的，因为它位于日本机动编队的翼侧，向日本航空母舰发起攻击时，相当分散的日本舰队无法及时予以支援。
日军进攻阿留申群岛
西奥博尔德将军和其他许多军官—样，曾经怀疑美军情报部门所提供的情报也许是中了日军的奸计。日军是不是佯攻阿留申群岛的西部岛屿，企图把美军从比较重要的荷兰港及科尔德湾诱开？西奥博尔德对此甚为担心。因此，他决定集中兵力保卫上述要地。西奥博尔德的水面舰艇部队几乎从来不到岸基飞机和水上飞机的活动半径外去作战。美军最西面的基地设在乌姆纳克岛的沃特角。这样，美军的特混部队就绝无机会与日本舰队交战了。
西奥博尔德将军命令主力部队（巡洋舰5艘、驱逐舰4艘）在科迪亚克岛以南400海里处会合。最后一批军舰直到日本舰队袭击荷兰港数小时后，即6月3日上午才到达会合点。他把一支驱逐舰部队（9艘）留在乌纳拉斯卡岛的马库欣湾，以便击退日军在荷兰港一带的登陆。可是，只有在战机有利时，才能使用这支部队。所以，防御的主要任务就由航空兵来承担了。但是，飞机太少，海军仅有进行侦察的20架PBY型水上飞机。陆军约有65架战斗机，但其中有40架左右根据陆军的需要配置在科尔德湾和乌姆纳克岛。航空兵的主要突击兵力是20架B…26型陆军轰炸机，分别配置在科迪亚克岛、科尔德湾及乌姆纳克岛。
为能早期发现来犯的日本舰队，并及时出警报，西奥博尔德将6艘潜艇配置在敌人最可能来袭的海域，将20艘巡逻艇配置在荷兰港以南和白令海方向约200海里的海域。各接近处均有PBY水上飞机进行巡逻，但缺少装备雷达的水上飞机巡逻的最大距离只有400海里。
尽管如此，从西南偏南方向来袭的角田部队（2艘航空母舰），还是未被美军的潜艇、巡逻艇和飞机发现。6月3日1时刚过，高纬度的阿拉斯加地区已是拂晓，角田将军在荷兰港的南约165海里处，令36架舰载机起飞。当时天气不好，使角田海军少将得以避开美军队巡逻。但是，这对美