尼米兹深感忧虑的原因在于，他手中的兵力十分有限。麦克阿瑟也只有200架飞机，飞行员都没有经过海上作战和识别军舰的训练。如果要有效地阻挡日军，必须动用航空母舰上的飞机力量。然而，航空母舰“萨拉托加”号正在美国西海岸整修，“企业”号和“大黄蜂”号载机空袭东京尚未归来，唯一可以调派的是奥布里·菲奇海军少将率领的以“列克星敦”号航空母舰为中心的特混编队。
菲奇于5月1日与弗莱彻海军少将指挥的以航空母舰“约克城”号为中心的另一支特混编队会合。麦克阿瑟的小舰队为弗莱彻派出一支增援部队，其中包括由英皇家海军少将J·G·克雷斯指挥的“芝加哥”号、“澳大利亚”号和“霍巴特”号重巡洋舰。它们分别从新喀里多尼亚的美海军基地努美阿和澳大利亚火速驶往珊瑚海。5月5日，这些海上兵力合编为美第17特混编队，由弗莱彻海军少将任总指挥，编队摆开决战架势。
日军原本打算在3月份占领莫尔兹比港和图拉吉港，但由于美航空母舰部队进至西南太平洋，而当时日本在这一带海面上势力不足，不得已将作战计划推迟到5月初实施。4月下旬，一支又一支援兵开进特鲁克军港，南云部队的大型航空母舰“翔鹤”号与“瑞鹤”号以及联合舰队的轻型航空母舰“祥凤”号充实到井上成美海军中将指挥的日本第4舰队中去。
5月3日，日军攻击部队出师告捷，顺利占领图拉吉岛。
5月4日凌晨，美军弗莱彻麾下的40架舰载机从“约克城”号起飞，对图拉吉实施两次空袭，击沉日驱逐舰1艘、登陆驳船3艘，另外，还击伤5架日水上飞机。
高木海军中将确认空袭图拉吉的美航空母舰特混编队就在附近，急令机动部队从所罗门群岛破浪南下。
至此，世界海战史上第一次航空母舰之间的拼杀在珊瑚海海面上拉开了帷幕。
弗莱彻的电文报告了日轻型航空母舰“祥凤”号被击沉的事实。尼米兹的脸上没有露出笑容，他提醒弗莱彻密切注意日军大型航空母舰“翔鹤”号和“瑞鹤”号的动向，因为这两舰仍在珊瑚海的海面上游弋，随时可能攻击他的第17特混舰队。
珊瑚海海战虽然日军飞机和伤亡人数多于美国，但他们以损失1.2万吨“祥凤”号和在图拉吉岛外围被击沉几艘小舰的较小代价，换取了击沉“尼奥肖”号、“西姆斯”号和3.3万吨大型航空母舰“列克星敦”号的胜利。
但是，开战以来，日军的武力扩张第一次遭到遏制，进攻莫尔兹比港的作战计划只得向后推迟。更为重要的是，被击伤的“翔鹤”号航空母舰需要修理，损伤惨重的“瑞鹤”号需要重建，这些都大大削弱了日方在即将举行的中途岛海战中的实力。
珊瑚海海战是太平洋战场上战局发生逆转，进入战略相持阶段的标志。
尼米兹曾打算让弗莱彻舰队留在珊瑚海，因为哈尔西正在迅速赶往珊瑚海，可以把“约克城”号及其护卫舰并入第6特混舰队，以寻找新的战机。
但是，尼米兹最终放弃了这一想法。他那富有战略素养的目光已经投向了即将展开的中太平洋遭遇战。于是，他命令“约克城”号必须尽快得到修缮，以便以较完整的阵容投入新的决战。
同时，尼米兹命令潜艇部队对受伤返航的日航空母舰发动袭击，又向普吉特海峡海军船厂发报，敦促他们加速修复“萨拉托加”号，以备急需。
5月10日，日军采取了一次军事示威行动，意在挽回珊瑚海战中丢失的面子。他们派一支部队占领了大洋岛和瑙鲁岛这两个岛屿。尼米兹将计就计，电令哈尔西赶赴东所罗门群岛500海里内的海域，让“大黄蜂”号和“企业”号及第16特混舰队摆开阵势，意在迷惑对方，使日军相信太平洋舰队的所有航空母舰都已抵达南太平洋，从而牵制日军北上进攻的兵力。
此招果然奏效，日进攻部队发现美航空母舰之后，慌忙撤出了所占岛屿，并在南太平洋海域排兵布阵。
3.中途岛大捷
中途岛位于亚洲与北美之间的太平洋航线正中。由美国海军上尉勃洛克于1859年发现。
中途岛特殊的地理位置决定了其战略地位的重要性。该岛离美国旧金山和日本横滨均相距约2800海里，距珍珠港约1135海里。它是美国在中太平洋地区的重要军事基地和海洋交通枢纽，也是美军在夏威夷的门户和前哨阵地。中途岛一旦失守，美太平洋舰队的大本营珍珠港将暴露于日军的虎口之下。
5月中旬，在情报部门的分析下，尼米兹领导的作战室不仅清楚地掌握了日军计划夺取中途岛的战略企图，而且还查明了其参战的兵力、数量、进攻路线以及大致上的作战时间。
当时美太平洋舰队水面舰只的状况十分不妙。据情报估计，日军将有10艘航空母舰倾巢出动，而美国仅有“企业”号和“大黄蜂”号2艘可以使用，而且尚在珊瑚海，正奉令急速返回。“列克星敦”号已经沉入海藻丛生的热带海底；“约克城”号遭重创，修整后才能投入战斗。“萨拉托加”号于1月11日在瓦胡岛南西500海里处被潜艇击伤，尽管已经修复，但远在圣地亚哥，难以如期抵达中太平洋。
至于其他主要舰艇，日军拥有包括世界驰名的最大战舰——新“大和”号在内的11艘快速战列舰，而尼米兹只有6艘速度缓慢、难以配合航空母舰作战的战列舰。
5月27日，“约克城”号航空母舰拖着伤残之躯，驶抵珍珠港。菲奇将军估计修复这只千疮百孔的战舰起码需要3个月时间。但在整个珍珠港的美军协同作用下，“约克城”号仅用一天就修复完毕。
尚在“约克城”号驶抵珍珠港之前，尼米兹已经从情报部门获悉日军联合舰队总司令山本海军大将的进攻计划。这也正是尼米兹之所以急如星火地命令部队抢修“约克城”号的原因。
情报显示，日本联合舰队将分为三大主力阵容：
1.北太平洋编队，由山本亲自指挥。包括航空母舰第2突击编队和高须四郎海军中将指挥的“阿留申警戒部队”。
山本的编队拥有战列舰“大和”号、“长门”号、轻型航空母舰“龙骧”号、水上飞机母舰“千代田”号、“日进”号以及若干轻巡洋舰和驱逐舰。这支兵力预计部署在中途岛北面600海里处。
高须中将的“阿留申警戒部队”由4艘战列舰、2艘轻巡洋舰、12艘驱逐舰组成。任务是支援阿留申群岛攻坚战。
2.航空母舰第1突击编队，由西北方向南而下，从空中对中途岛发起主攻。由指挥空袭珍珠港的南云海军中将指挥。这支部队包括“赤城”号、“加贺”号、“飞龙”号、“苍龙”号4艘大型航空母舰。据美情报部门的侦听证明，“翔鹤”号和“瑞鹤”号虽划归这支部队，但已无法参战。南云编队由2艘战列舰、3艘巡洋舰和11艘驱逐舰护航。
3.进攻中途岛部队，从关岛和塞班岛方向出发，将从西南方向逼近中途岛。总指挥为近藤信竹海军中将。这支部队将在海上同包括战列舰第3分队部分舰只在内的日本第2舰队会合，并由这支舰队护航，走完最后阶段的650海里航程。
在情报官莱顿的帮助下，尼米兹认为，在浩浩荡荡的进攻中途岛的山本舰队中，最具威胁的部分是南云率领的航空母舰第1突击编队中的4艘航空母舰。只有这些航空母舰才具有摧毁美中途岛陆、空防御体系的实力；也只有这些舰只，才能为舰队的其他舰只提供足够的空中保护。因此，要想遏止日军对中途岛发动的攻势，必须齐心合力歼灭南云航空母舰编队。
尼米兹决定把手中的两支王牌编队——由哈尔西指挥的第16特混编队和弗莱彻指挥的第17特混编队凝成一股力量，共同驶往中途岛北东海面列阵埋伏，寻机从侧翼对毫无警觉的日本舰队实施突袭。
5月26日，哈尔西指挥的第16特混舰队驶抵珍珠港西南方向的海平线上隐隐出现，渐渐地越来越清晰，随后在飞溅的白色浪花中很快塞满了珍珠港。
然而，令尼米兹想不到的是，哈尔西患上了严重的带状疱疹。医生勒令他必须住院治疗。
对尼米兹而言，在危机到来的前夕，失去一位最有进取精神和最有作战经验的航空母舰指挥官，确是一个沉重的打击。因此，尼米兹命令斯普鲁恩斯暂时负责哈尔西的第16特混舰队、“企业”号和“大黄蜂”号作战编队的指挥工作。
在5月下旬，为了诱使日军相信美国的航空母舰还在所罗门群岛附近，尼米兹指示在珊瑚海执勤的一艘巡洋舰使用航空母舰航空兵大队通常使用的频率发报。与此同时，尼米兹要求中途岛官兵采取一切措施，加强岛上防务。到5月底，在水际滩头及周围水域都布设了水雷，岛上加强了海军陆战队的守备兵力，并增加了一些高炮。
6月4日凌晨6时整，南云舰队发起了空袭中途岛的第一攻击波。它们当中有俯冲轰炸机、鱼雷轰炸机，零式战斗机担任护航。
日军以损失6架战机的很小代价完成了第一次攻击。中途岛损失惨重，机场、油库、海上飞机滑行坡道、营房、餐厅等处均遭毁坏，并有15架美战机被击落。
在中途岛战役中，尼米兹依靠破译日军侦察机发出的信号来了解美航空母舰的情况。
在6月4日10点之前，由弗莱彻和斯普鲁恩斯率领的第16、17特混舰队，一直在中途岛东北海面耐心地静候日舰的到来。8点左右，筹划已久的对日攻击战开始了。尽管最初有些失误，但最终还是彻底倾覆了南云舰队的主力。
6月6日是一个富有戏剧性的日子，这一天原是山本定于攻击中途岛的纪念日，但此时“大和”号却背道而驰在距中途岛600多海里的返航途中。
尼米兹领导的中途岛海战胜利的喜讯传遍了全世界。他的办公桌上堆满了来自世界各地的祝捷信函和电报。
4.决战瓜达尔卡纳尔岛
中途岛海战的大捷使美军得到了一个非常宝贵的调整时期。直到1942年年底美新的“爱塞克斯”级大型航空母舰服役之前，日海军已无力发动大规模的战役。
为了实施真正意义的反攻，中途岛大捷之后，尼米兹将目光投向西南太平洋一个奇形怪状的小岛——瓜达尔卡纳尔岛。
该岛东西长150公里，南北宽40公里，是所罗门群岛中的最大岛屿。第一次世界大战以来，其为美国属地，现被日军占领。由于它雄踞澳大利亚门户，并且临近日本，地理位置极为重要。日本人常说，所罗门群岛如同一座通向日本的梯子，而瓜达尔卡纳尔则是梯子的第一级。
日本海军在舰队出乎意料地遭到美军重创之后，将联合舰队主力撤至南太平洋，在重新制定的新计划中，将矛头直指新几内亚的莫尔兹比和所罗门群岛。因此，图拉吉岛和瓜达尔卡纳尔岛应为美、日双方下一步关注的焦点。
尼米兹认为，如果美军能够占领瓜达尔卡纳尔岛，那么美国部队就可以一路登梯直上日本本上。这应该成为横跨太平洋、最终进攻日本的行动计划的重要步骤。
麦克阿瑟则反对尼米兹关于袭击图拉吉岛和进攻瓜达尔卡纳尔岛的方案，他认为这一方案过于冒险。但他实际上提出了一个更为大胆的计划。他主张立即进占腊包尔。他吹嘘如果海军愿以航空母舰和海军陆战队第1师助他一臂之力，他就可以马上突袭新不列颠岛，攻占腊包尔和俾斯麦群岛，从而迫使日军北撤700海里，退到特鲁克岛基地上去。
尼米兹对此不以为然。他认为实施这一作战计划，意味着要由快速航空母舰承担任务。由于在所罗门海域仅有两艘此类舰只，尼米兹担心麦克阿瑟要把航空母舰当作“牺牲品”。他不能不顾它们的安全。金上将也认为将航空母舰和太平洋战区仅有的一支陆战队派入敌军空中火网密集的区域无异于一场大赌博。他认为应在逐步拿下所罗门群岛后再攻取腊包尔，以便能够把机场修复，用轰炸机和战斗机来支援连续的进攻行动。金同时提出，参战部队来自太平洋舰队和太平洋海区，指挥工作应由尼米兹负责。
此事在美军高层中闹得沸沸扬扬，经过磋商，最终达成一项有关所罗门群岛的折衷方案——战役第一阶段，是夺取圣克鲁斯群岛、图拉吉岛及其附近要地，由尼米兹将军担任战略指挥。为了便于指挥，把南太平洋地区和西南太平洋战区的分界线改在东经159°。这条线靠近瓜达尔卡纳尔岛的西侧。只要在图拉吉地区站稳脚跟，那么随着向巴布亚半岛的萨拉莫阿和莱城进军的开始，将战略指挥权交给麦克阿瑟，同时开始战役第二阶段，由他统一指挥沿所罗门群岛北上的作战部队。接着，盟军的两条战线对腊包尔实施夹击。
在参谋长联席会议下达命令之前，尼米兹将军已经着手拟定基本计划，并于7月的第一周大体完成。海军中将戈姆利代表尼米兹在南太平洋地区担任战略指挥，由在珊瑚海和中途岛两次海战中威名远扬的弗莱彻海军中将担任登陆编队的战术指挥，原任海军作战部计划部部长的里奇蒙·特纳海军少将负责指挥两栖作战部队。亚历山大·范德格里夫特少将是担任登陆任务的海军陆战第1师师长。
不言而喻，仅在1个月时间内，既要集结部队、制定详细的作战计划，又要进行两栖作战那种极其复杂的训练和战前演练，时间实在仓促。同时，由于盟军11月将实施北非登陆，再向该地区增派部队或水面舰只的可能性极小。麦克阿瑟的三个陆军师需要镇守澳大利亚，看来也无法参战。尼米兹若想派兵加强海军陆战师，只有拆东补西，从南太平洋各地的守备部队中抽调兵力。