电报是第8战队司令官阿部弘毅少将从"利根"舰上发来的。阿部是南云舰队的副指挥官。儘管电报内容中没有提到，但它实际上已经暗示出：南云中将安危不明；"赤城"舰已失去通信联络的能力。
这时，联合舰队司令部的一位参谋激愤地向山本建议："他们现在如果立即令携载鱼雷的飞机起飞，还来得及同敌舰进行拼死一战。"
实际上这时已经来不及了。3艘航空母舰的甲板已经向上捲曲变形，舱内的熊熊烈火无情地衝到甲板上来。连续的诱发引爆，使飞机已经无法起飞。
不管怎样，救援要紧。山本向他的舰队下令将航速增至20节，向中途岛方向疾驰而去。同时命令北方的角田舰队率航空母舰"龙骧"号和"隼鹰"号火速南下，与本舰队协同，前往救援。
"赤城"号舰上，烈火和浓烟包围着舰桥。这艘巨舰在中弹后不到20分钟，就全面丧失了作战能力，与外界的通信联络被中断。南云面对这一惨状，呆若木鸡。只得同意部下恳求他撤离"赤城"号的要求，将司令部迁到巡洋舰"长良"号上。
"苍龙"号的损坏程度并不亚于"赤城"号和"加贺"号。13架俯衝轰炸机的轮流俯衝轰炸，使该舰在几分钟内就中弹3枚，其中1枚正中前部飞行甲板，后两枚击中了中部升降机。大火迅速蔓延到下面的油库和弹药库，诱发起阵阵爆炸，主机停转，舵机失灵，消防系统遭到破坏。舰员被迫离开战位，但他们无处可逃，诱发的巨大爆炸的气浪把许多人一下子掀到了海里。中弹20分钟后，舰长不得不下令弃舰。
此时在中途岛海域内，唯一没有受损伤的航空母舰是"飞龙"号。它是第2航空战队司令官山口多闻的旗舰。舰长加来止男大佐亲自操纵方向舵，先后躲开26枚鱼雷和70颗炸弹的攻击而倖存了下来。
在"赤城"、"加贺"、"苍龙"3艘航空母舰遭到重伤失去战斗能力之后，山口少将担负起航空舰队的指挥任务。山口少将在日海军中被认为是勇敢、富有远见、头脑清晰而又当机立断的第一流将才，深得山本五十六的赏识。当他查实美国的机动舰队是由"企业"号、"大黄蜂"号和"约克城"号组成这一情况后，毫不犹豫地决定马上对美航空母舰发动进攻。
7时58分，18架俯衝轰炸机和6架零式战斗机从"飞龙"号的甲板上隆隆升空。曾经参加偷袭珍珠港的老兵小林道夫海军大尉机警地尾随着一些直接返回"约克城"号的美国飞机，向"约克城"靠近，在30海里处，被18架"野猫"式战斗机发现。随之就是性能优越的"零"式机和数量上占优势的"野猫"式之间空前激烈的空战，其场面壮观激烈，令人嘆为观止。空中格斗打得离"约克城"号越来越近。等双方飞机厮杀到航空母舰上空时，已有10架日机被击落，剩下的8架轰炸机穿过"约克城"号的护航舰艇在其周围筑起的防空火力网，向母舰猛衝。小林的飞机被击毁，但是它的炸弹已投出，并掉在飞行甲板上爆炸，弹片四处飞溅。接着第二颗炸弹穿过前升降舵，在很深的底层爆炸。投向"约克城"的第三枚炸弹，在它的大烟囱里爆炸，炸坏了6个锅炉中的5个，致使它在水上动弹不得。
在这次袭击中，日机的损失也不少，共有13架俯衝轰炸机、3架战斗机被击落。但是山口已经顾不上这些了，10时30分，他命令袭击中途岛后正返舰待机的友永丈市大尉，率10架鱼雷机和6架战斗机对美舰发动第二次攻击。友永的座机在袭击中途岛时，左翼油箱已损坏。地勤人员提醒他说："友永大尉，你的飞机左翼油箱中弹，修理好还要一段时间。"
"没关係，用右翼油箱就够了。"仅用右翼油箱是单程飞行，出去就回不来了。深深后悔是自己要求第二次轰炸中途岛的友永已下定了战死的决心。
在友永的带领下，鱼雷机队冒着前所未见的猛烈炮火，向"约克城"号逼近。天空中布满了对空射击爆炸后的碎弹片，看上去好像在下一场黑雪。有8架飞机瞬间就被炮火击落，另外8架虽然突破了美舰的防御弹网，但只有4架到达了投弹位置，并开始投弹。"约克城"号全速规避着鱼雷的攻击，但仍被3条鱼雷击中。"约克城"失去了航速，少顷，舰长巴克斯特海军上校下令弃舰。后来这条弹痕累累的航空母舰在战斗结束后，由于受到一艘日本潜艇的攻击，才极不情愿地沉入大海。
"飞龙"号对美舰队发动的第二次攻击，也是日本人在这场海战中发动的最后一次进攻。待攻击队返回"飞龙"号时，舰上的飞机已寥寥无几。除6架战斗机外，只剩下5架轰炸机和4架鱼雷机了。白天实施强袭已不可能了，山口决定待黄昏来临时再进行出击，争取给美舰队以最后一击。
下午2时30分左右，正当"飞龙"号的舰员们狼吞虎咽地吃着香甜可口的小豆年糕时，负责对空警戒的少尉突然发现从云层里冒出13架俯衝轰炸机。他大声喊道："敌机临空，正向我舰俯衝过来。"人们纷纷扔下手中的饭糰站起来，加来舰长则一声令下："左满舵！"
"飞龙"急速向左转弯连续躲过了敌机的3次攻击，但是，更多的美机俯衝下来。当时任"飞龙"副舰长的鹿江隆回忆说：