主力部队，由联合舰队司令山本五十六上将亲自指挥，下辖轻型航空母舰1艘、战列舰7艘、轻巡洋舰3艘。驱逐舰21艘、水上飞机母舰2艘（携带袖珍潜艇），以及各类舰载飞机35架。其任务是控制中途岛、阿留申群岛作战全局，间接支援北方的作战，重点支援中途岛作战，同时攻击美国舰队。
北方部队（阿留申部队），由第5舰队司令细萱戍子郎海军中将指挥，分为5个支队：北方部队主力、第2机动部队、阿图岛攻占部队、基斯卡岛攻占部队和潜艇部队。总计有航空母舰2艘、重巡洋舰3艘、轻巡洋舰3艘、辅助巡洋舰1艘、驱逐舰12艘、潜艇6艘，以及扫雷舰，运输船等若于艘，舰载飞机82架。另搭乘陆、海军登陆兵2450人。北方部队的任务是空袭荷兰港美军海空基地，破坏阿达克岛的美军军事设施，攻占基斯卡岛和阿图岛，随时准备迎击美军舰队。
岸基航空部队，由第11航空舰队司令冢原二四三海军中将指挥，辖轻巡洋舰1艘、驱逐舰3艘、运输舰19艘（用于向中途岛输送岸基航空部队），以及各种岸基飞机214架。其中36架零式战斗机由第1、第2机动部队的航空母舰携带，准备在占领中途岛后立即以岛上机场为基地，实施空中作战。该航空部队的任务是侦察珍珠港方面美军舰队情况，在各部队实施中途岛作战期间，尽可能以太平洋各岛屿为基地，广泛进行有效地空中侦察和警戒。
为尽快发动中途岛战役，日军总计动用水面舰艇206艘、舰载飞机约470架、岸基飞机214架、登陆部队及基地设置部队1.68万人。动用如此庞大的海上兵力是日本海军70年来从未出现过，仅燃油需要量就超过战前日本海军一年的耗油总量足见日军对中途岛战役的高度重视和必胜的决心。
日军作战计划规定，中途岛的登陆日为6月6日。该计划以登陆日为中心，详细安排了各部队的行动时间表。鉴于攻击阿留申群岛的目的之一是积极配合中途岛作战-二诱使美军分兵，牵制美军主要兵力，因此，攻击将首先从北方开始。
按计划，6月3日，北方部队的第2机动部队应对荷兰港实施压制性空袭。6月5日，开始在阿达克岛和基斯卡岛登陆。阿达克岛的登陆作战由阿图岛攻占部队执行，并在摧毁岛上军事设施和在港湾、荷兰港内布雷后快速把部队撤走。6月11日，应在阿图岛登陆。
在中途岛方面，从5月下旬至6月2日，远程侦察机和潜艇应对美军情况进行先行侦察。在掌握准确情报后，6月4日黎明，第1机动部队的舰载飞机从中途岛西北250海里的水域对中途岛实施大规模空袭，目标是美军航空兵力、防御设施和附近的任何水面兵力、登陆前一天（6月5日），应占领中途岛西北60海里处的小岛库雷岛，以便直接支援中途岛登陆作战。6月6日，攻占中途岛。尔后，各部队严阵以待，准备迎战前来救援的美军舰队。如果一周内美军舰队没有动群，各部队（包括阿留申群岛的大部分部队）应于6月13日分别返回，保存实力准备实施第二阶段第3期作战——切断美澳之间的海上交通线。堵截退路，打击增援。
三、美军恃机以动
根据破译的日军密码电报，到1942年4月上旬，美军即获悉日军将很快发动夺取新几内亚尔部的作战行动，随后将动用联合舰队的大部兵力，在太平洋正面发动更具规摸的攻势。据此，太平洋舰队在派遣第17、第16两支航空母舰特遣舰队前往西南太平洋的同时，要求这两支舰队等到珊瑚海局势稍硝稳定，立即返回珍珠港，准备回击日军的进攻。
1942年5月中旬，美军根据新破泽的日军电报，进一步掌握了日军具体作战计划方面的情报，对其作战企图、兵力基本编成，接近方向，以及进攻门期等情况了如指掌，明确了日军将于6月3日和4日分别进攻阿留申群岛和中途岛。
然而，美军可以用来抗击日军进攻的兵力屈指可数。“列克星敦”号航空母舰已经沉没珊瑚海、“萨拉托加”号航空母舰虽已修好，此时正在美国西海岸参加训练，后又因组织护航兵力而耽误了时间，6月6日才抵达珍珠港，这场海战也已经全练。“大黄蜂”号和“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，被击伤的航空母舰“约克城”号原定3个月才能修复，但在3天之内便抢修完毕，准备参战。这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主要兵力。
而对敌强己弱的局面，尼米兹将军首先作出的抉择是：集小主要兵力誓死保卫中途岛，放弃阿留申群岛或者凋出部分兵力加强阿留申群岛。他选择了后者，于5月17日决定组成以第8特遣舰队（巡洋舰部队）为主的北太平洋部队（含5艘巡洋舰、10艘驱逐舰、6艘潜艇）派往阿留申群岛；5月22日，又将陆军第11航空队配属北太平洋部队，由罗伯特·西奥博尔德海军少将统一指挥。
在中太平洋的防御问题上，由于中途岛面积很小，部署不下足以击退日军大规模进攻的兵力，尼米兹于是重点加强岛上的防御力量。在水际滩头及周围水域布设了水雷，加强海军陆战队的守备兵力，并增设了一些高炮。此外，还加强了岛上航空兵力。
5月27日，尼米兹向所有陆海空参战部队指挥官下达作战计划，确定：鉴于敌我力量悬殊，美国航空母舰部队应避免在中途岛以西与日军正面交锋，而采取侧翼伏击战术，突然袭击日军航空母舰部队。为此，要求第16，第17两支航空母舰特遣舰队于5月28日和30日先后驶离珍珠港，于6月2日暗中驶抵北纬32度、西经173度的中途岛东北约325海里处会合，隐蔽待机，协同作战准备突袭预计在中途岛西北面出现的日军航空母舰部队。尼米兹命令这两支航空母舰舰队指挥官，“运用强大的消耗战术最大限度地摧毁敌人”，亦即以舰载机对敌发动空袭，与此同时，尼米兹给航空母舰舰队司令的特别训令再次强调：“在执行规定的任务时……你们必须遵循不轻易冒险的原则，这一原则须理解为：若无把握使优势之敌遭受较之我方更大的伤亡，则须避免暴露自己，免受其打击。”
太平洋舰队作战计划规定了各部队的具体作战任务及部署尽量在远距离发现并攻击敌人，防止敌航空母舰对中途岛采取突袭。为此，中途岛部队更要提高警戒，实行700海里的空中巡逻。为了对前来进犯的日军实现早期预警，从而为赢得战争取得更多时间，潜艇部队在中途岛以西150海里、300海里和700海里处构成3道警戒线。对日军航空母舰部队的空中攻击，应在其空袭中途岛之前实施。为此，发现敌航空母舰部队之后，首先以中途岛上的陆军航空兵B-17型轰炸机进行远距从美军的作战计划和兵力部署来看，加上中途岛的特殊地理位置，美军的作战重点放在中途岛方面。在阿留申群岛方面，以一部兵力实施干扰破坏性作战。在夏威夷和本土西海岸方面则采取警戒态势。
四、信心十足
阵亡将土纪念日这天，美国到处都飘扬着星条旗，美国人纷纷举行纪念活动，悼念在战争中死亡的人们。年轻的阵亡官兵的长方形新墓轮廓清楚，墓上方传统的小旗子在暮春清晨的和风中飘荡。这种景象30年来还是第一次。“……但是，如果我们每个人不各司其职，各尽其能，将先烈们为之献身的事业坚定不移、坚持不懈地进行下去，那么，我们对长眠于地下的先烈的崇敬和祈祷将是毫无意义的。”《檀香山明星报》评论说。
“自1898年成为美国领土以来，夏威夷今天比过去任何时候都更加是美国在太平洋的国防前哨……
“在整个夏威夷的文明史上，它从未遇到过像今天这样可怕的外来威胁……从未遇到过像今天这样建功立业的大好时机。”
这天，该报还在其它版面上提出了一些当时能引起人们兴趣的问题。它引用有名望的作家，共和党全国委员会新闻部主任克拉伦斯·巴丁顿·凯兰的话说，“美国人由于自己在这次战争中到处遭到打击而感到忿恨，感到蒙受了耻辱。”航空专家亚历山大·P·德塞维尔斯基陆军少校发出警告说，“这次冲突双方的航空兵都能摧毁对方战舰，其速度快得双方谁都来不及建造补充。”
尼米兹强烈希望美海军航空兵部队能够速歼日本舰队，使他们来不及往中途岛派。在此希望的激励下，那天上午，他登上“约克城号”，祝愿该舰和全舰将士一路顺风。“约克城号。上各种旗帜迎风飘扬，一片欢腾。它如此迅速地得以修复，真是人间奇迹！有人估计，每个人都交叉着手指，希望能逢凶化吉，遇难呈样。它虽不能与往日相比，但已完全可以出海，并已经准备好载运奥斯卡·佩德森海军少校的飞行大队参加作战。
对海军士气的涨落像气压计那样敏感的尼米兹特地给满腹牢骚的飞行员讲了一番话。他承认他们的困难，并用特殊的方式加以了处理。他知道，一旦这些飞行员明白为什么他们在长期出海之后，气都未喘一口就得立即投入新的战斗的道理，他们一定会坚持到底的。尼米兹当时的原话虽然没有保留下来，但他确实指示过舰长转告各机组人员：他为不能给他们应得的休假深表歉意，并向他们保证他是万不得已才在这个时候派他们执行任务的。他派给他们的这次任务和执行任务的时间并非出白他的选择。他保证说，中途岛作战一结束，就派“约克城号”去西海岸度假。
第十七特混舰队完成了各项准备工作，于当地时间9时开始驶离珍珠港，名义上是去“进行一次射击练习，然后去支援第十六特混舰队”。“约克城号。的护航舰队实力相当弱，只有史密斯的“阿斯托利亚号”和“波特兰号”两艘巡洋舰和吉尔伯特·C·胡佛海军上校的由“汉曼号”、“休斯号”、“莫里斯号”、“安德森号”、“拉塞尔号”组成的第十七特混舰队第四驱逐舰警戒中队。
“阿斯托利亚号”进入航道后，史密斯接到电报说接替“阿斯托利亚号”舰长、史密斯的主任参谋弗朗西斯，斯坎伦德海军上校的人选已向总部报到。由于这支特混舰队早已上路，史密斯咧嘴一笑，意思是说，尼米兹要把斯坎伦德换下来，就得先追上他才行。因此，斯坎伦德上校就留在舰上，与他的安纳波利斯海军学院的同学一起，一直打到中途岛海战结束。
看到重型巡洋舰“印第安纳波利斯号”和“路易斯维尔号”出海前去加入西奥博尔德的阿留申部队时，史密斯一时同悄之心油生。在史密斯的心目中，那个鬼地区不是个理想之所。利蔼可亲的史密斯已准备像最刚勇的日本武士那样，为国而战，为国而死，不过，死也要选个气候好些的地方。
星期六上午，弗莱彻站在“约克城号”的舰桥上。他并不完全了解日军的意图，也不确切知道日本人将在何时，以何种规模的兵力、从何方向进攻。在华盛顿、珍珠港及在海上的美国人都不知山本的主力在何处，也不知这只海上巨鹰将扑向何方。他会躲在后台，还是在前台作战？美国情报机构不知道，也不可能知道。
日本方面虽然低估了美国的力量，而且做梦也没有想到他们的JN25密码已被破译，然而，他们在发报时仍十分小心谨慎。正如尼米兹所说，“不能把日本人贬低成情报上的傻瓜。”他们在中途岛海战之前所发的电报内情报很少，就连许多参加过这次海战的日军指挥官也一直认为，美国当时决不可能仅仅从这一个渠道就能对日方作战计划知道那么多。黑岛便是其中的一个，他临死时还认为“除了日军密码被破泽外，日军的作战计划一定在其它地方也出了差错”。他肯定“美国人事前就搞到了日军计划。”里夏德·佐尔格丑闻使黑岛和其他许多人认定日本国内间谍四伏，“是他们把进攻中途岛计划的情报透露给了美国”。而且，当时美国与中国联系紧密，会不会是在日本的中国人也一直在为美国搜集情报呢？
美国人也并非都没有患这种间谍活动综合症。理查德·W·鲁布尔海军中校看到列举有美方各项决定及决定的依据的太平洋舰队29-42号作战计划后，这位“企业号”上的领航员印象颇深，说，“我们在东京的那个人真是没有白拿我们的钱。”事实上，并没有什么谍报活动，完全是罗奇福特的“黑屋”艰苦、耐心的破译工作的功劳。译解密码后，罗奇福特手下再把截获的零零星星的材料整理成有意思的文字。
中途岛海战结束后，三和说联合舰队的参谋们“怀疑我中途岛作战计划的内容一定有很多被泄露给敌人了。”但这位看问题一向很实际的参谋却不以为然，不过，他也没有想到日军密码已被破译。在他看来，美国人“只要稍稍动动脑筋，就能猜到我们的意图”。
即使美国太平洋舰队已经得到有关日本舰队的绝对完整的情报，也就是说，即使他们确切地知道日方已经集结了哪些舰只、这些舰只由谁指挥、将布署于何地、指挥官将取何种打法以及各项已估计到的行动将于何日、何时、何分开始一所有这些情报，也不足以保证美国人在中途岛取胜。情报本身不能把蓝图变成军舰，把马戏团中逐渐被淘汰的驯兽变成适于作战的飞机，使刚从航校毕业的新手变成老练的飞行员，也造不出一击中目标立即爆炸的鱼雷。
如果物力是作战中的唯一因素，那么日本人就该在中途岛取得迅速的、压倒一切的胜利。只要看一下日军出动的现代化舰船，回顾一下自珍珠港事件以来日军接连取得的胜利，日军东进舰船上的官兵完全有理由趾高气扬，正如三和在日记中满怀激情地写道：
舰队驶过文岛北方，继续浩浩荡荡向东开进。这是日本帝国海军有史以来规模最大的远征。舰队上自司令、下至士兵，都感到胜券在握，这种战前就压倒敌人的气概源于何方？这确实是一次永远使我们最铭心刻骨的宏伟行动。
动力有保证的主动作战是很容易打胜的。这也深刻地说明决不能打被动之仗。
接着，三和一反其雄辩奔放出调子，谈起了现实。他说，“在以檀香山为中心的美国太平洋区域，美军作战电台的通讯异常活跃，其中相当一部分是急电。是否故人已经估计到了我们的意图，眼下还说不上来。但我们仍继续前进，同时加强戒备。”