“苍龙”号航空母舰的命运，同样也是那么悲惨。“加贺”号中弹时，“苍龙”号的舱面人员正忙于起飞准备工作。当他们看到“加贺”号发生爆炸并燃起大火时，知道“加贺”号遭到厄运，舰员们本能地望着天空。
突然，他们看到13架美军俯冲轰炸机朝“苍龙”号直冲下来。来者是从“约克城”号上起飞的霍姆伯格海军少尉所率领的编队。
只在短短的几分钟内，“苍龙”号就接连命中3颗炸弹。头一颗炸弹命中舰前部升降机附近的飞行甲板，后两颗炸弹击中了中部升降机，完全炸毁了甲板。烈火迅速燃烧到油库和弹药库。
10时30分，“苍龙”号完全被浓烟大火笼罩。熊熊大火烧得噼啪作响。这时，舰长柳本柳作海军上校站在舰桥右侧的信号台上，大声发号施令，督促舰员们灭火和抢救伤员。
甲板下的温度极高，烫得像地狱，机库甲板的门被烧得熔化卷曲起来，活着的人都逃上了甲板。锚机甲板成了临时医院，医生和卫生兵们一个个像机器人一样都板着面孔。他们在呛人的烟雾中给重伤号打止痛针，尽其所能地给他们包扎、止血。他们将实在没救的搁在一边，首先抢救尚有一线希望的。
由于炸弹的直接破坏和大火诱发的连续爆炸，“苍龙”号主机停止了运转，舵轮系统也无法操纵，消防管路全被炸毁。平日里还很神气的航空母舰“苍龙”号，在短短30分钟时间内就成了一座“焚尸炉”。
10时45分，柳本柳作舰长不得不命令弃舰，大部分人开始有秩序地向“滨风”号和“矶风”号上转移。为了躲避灼人的火焰，有不少人跳到了海里，跳下去的人，有些被“滨风”号和“矶风”号驱逐舰救起，有的则被活活淹死。
在舰员们都离舰后，柳本舰长自己留在了燃烧着大火的航空母舰舰桥上。
19点13分，“苍龙”号幸存的舰员们在近旁的几艘驱逐舰上看着“苍龙”号最后在海面上消失。
美国飞机的袭击于10：30分结束。
前后短短的几分钟，南云舰队中的4艘主力航空母舰，已经有3艘命归大海。它们之前还是那么的威风凛凛，可转瞬间就变成了烈火熊熊的庞大残骸，它们一一沉入了波光粼粼的太平洋。
“赤城”号丧失旗舰的指挥能力后，第8巡洋舰战队司令官阿部弘毅海军少将在他自己的旗舰“利根”号重巡洋舰上临时担任对南云部队的指挥。与此同时，第2航空战队司令官山口多闻海军少将接替了对空中作战的指挥，这主要因为山口海军少将的旗舰“飞龙”号航空母舰，是惟一没有受到损伤的航空母舰。
★决心拼死一战的山口
山口是一个狂热的军国主义者，又是一位头脑清晰而又能当机立断的指挥官，虽然败局已定，但只要还有一点战斗力量，他就决心继续打下去。10时50分，阿部向山口发出命令：“攻击美航空母舰！”
山口随即打信号回答：“我们的全部飞机将立即起飞，前去消灭敌航空母舰。”自命不凡的山口对于眼下的危机局面有自己的打算，他认为这正是他大显身手的好时机。
“赤城”号、“加贺”号和“苍龙”号所遭到的不幸，使第2航空战队的参谋们惊恐不已。但是，山口却表现得非常镇定。他说：“现在只剩下我们‘飞龙’号了。我们就是搭上性命，也要消灭敌人。”
坚守在甲板下各战位上的水兵们没有看见海面上的战斗场面，山口通过舰内通话系统把其他3艘航空母舰均遭重创的情况，向他们作了说明。山口在广播喇叭中大声说：“现在就要靠‘飞龙’号拼死一战，为大日本增光了。”
10时40分，由18架俯冲轰炸机和6架“零”式战斗机组成的攻击队，在“飞龙”号上起飞。18架俯冲轰炸机平均分成两个组，分别由小林道雄和山下途二海军上尉率领。6架“零”式战斗机中一马当先的是重松康弘海军上尉。
在这支攻击部队中，轰炸机所占的比例太大，这种头重脚轻的阵式是山口在匆忙中拼凑起来的。由于友永的第一波飞机还要准备对中途岛进行第二次攻击，所以山口将军一时派不出更多的飞机，也不能组成水平轰炸机与俯冲轰炸机机种配组恰当的攻击部队。
11时整，阿部电令“筑摩”号上的3号和4号侦察机：“报告敌航空母舰位置，为攻击部队带路。”10分钟后，“筑摩”号上的5号侦察机报告说：“敌位于方位70度，距我舰队90海里。”
山口等到11时半，见还没有新情况报来，就不耐烦的打信号给阿部：“请派出水上侦察机。应采取有效措施，掌握敌航空母舰的行踪。”此时在作战指挥关系上，山口是阿部的下级。而山口的措辞俨然是发号施令者的口气，这是他迫不及待、野心勃勃的表现。
小林带着他的攻击队升空后，从4000米高度向美军舰队飞去。小林在空中一边飞行，一边认真搜索。不久，他发现几架美国舰载机正在返航，便示意他的飞行员悄悄的跟在美国飞机的后面。
当小林的机群发现美国舰队时，“约克城”号的雷达也发现了日方的一个机群在45海里外正从方位250度飞来。“约克城”号随即发出信号，要各支援舰艇组成扇形编队，以对付敌人空袭。
“阿斯托利亚”号和“波特兰”号巡洋舰加速到30多节，分别驶至旗舰“约克城”号舰艏两侧，驱逐舰也在外围布阵防御。战斗机代理指挥员佩德森海军少校把他的12架“野猫”式战斗机派上天，同时向第16特混舰队的战斗机指挥官请求增援。斯普鲁恩斯立即从自己的16架战斗巡逻机中派出6架前往支援。
日机编队大约还在20海里外时，美机就迎面扑了上去。随之而发生的是性能优越的“零”式飞机和数量上占优势的“野猫”式飞机之间的一场空战。双方的战机一边格斗，一边接近“约克城”号。
布拉斯菲尔德所带领的6架“野猫”式在激战至“约克城”号上空时，就只剩下了他自己的一架。有6架俯冲轰炸机突破了美军战斗机的防线，投下了3枚250公斤的炸弹。
此时，站在航空母舰舰桥上的弗莱彻海军少将望着飞近的日机已经是无能为力了。
“约克城”号的炮手们现在担起了自卫的责任。日军俯冲轰炸机以单机呈曲线逼近，这使炮手们颇难对付。等日机开始俯冲后，他们猛烈开火。
“约克城”号右舷一侧的机关炮一齐对准一架尖啸着俯冲下来的日军轰炸机开火，那架日机至少被截成3段，掉进航空母舰右舷后部不远的海里。但飞机上的炸弹已经投了下来。
这颗炮弹击中“约克城”号上离4号炮座不到6米、离舰舷约5米的地方，炸死17人，炸伤18人。没有受伤的人迅速接替伤亡人员，继续射击，不过火力已大大减弱。1颗炸弹把飞行甲板中部炸出了一个直径3米多的大洞，造成机库里的3架飞机起火。其中，2架是“企业”号上的受损坏的飞机，另1架是“约克城”号的飞机。
“约克城”号的这架飞机不仅加满了汽油，而且装上了一颗1000磅重的炸弹，情况十分危险。这时，负责机库的军官埃默森海军上尉立即打开消防喷水装置，很快将火扑灭，解除了危机。
日军轰炸机刚刚俯冲投弹完毕，就被准确的炮火打得粉碎。紧接着，又有一个日机小组从左侧冲下来，其中一架飞机投下一颗装有延时爆炸引信的炸弹。这颗炸弹在飞行甲板上轰隆隆地直往前冲，它穿过副舰长办公室，又闯进飞行员的待机室，最后在航空母舰巨大的心脏——烟囱里爆炸。爆炸的冲击波使锅炉熄火，还把1号、2号和3号锅炉的升烟道全部炸毁。
航空母舰航速立刻降到只有6节左右。不到20分钟，“约克城”号就纹丝不动了。
与此同时，第3颗也是最后一颗命中的炸弹落在1号升降机井里，在舱下第4层甲板上爆炸，造成前汽油库和弹药舱隔壁堆放破布的舱内起火。如果火势蔓延到附近的易燃物品上，就会使“约克城”号起火爆炸飞上天。
负责控制损失的军官奥尔德里奇海军中校立即率消防人员灭火。他们奋勇拼搏，硬是靠水龙头和消防斧把破布舱内的火势压了下去。木工们扛着沉重的木料，飞快地赶到飞行甲板上，凭他们的熟练技术和坚强决心，只用了25分钟就修复了甲板。
在负责轮机的德拉尼海军少校指挥下，轮机兵和锅炉工也创造了奇迹。武器技士克兰·史密斯和1号锅炉的人员冒着令人窒息的炽热、呛人的烟雾以及随时都可能被炸得粉身碎骨的危险，迅速烧出了足够的蒸汽，启动了辅助动力系统。
第3颗炸弹爆炸的1小时10分钟之后，“约克城”号降下故障旗，升起“航速5节”的信号旗。这时，护航舰只将“约克城”号团团围住，每艘舰上都爆发出兴奋与亲切的欢呼声。
由于损控人员行动迅速，落在舰上的3颗炸弹在“约克城”号上才没造成严重损失。经过两个多小时的奋力抢修，它又奇迹般地成为一艘具有一定战斗能力的航空母舰了。
随着抢修工作的继续进行，蒸汽压力不断上升，“约克城”号的航速也逐渐增加。14时37分，它的速度达到了19节。此时，巴克马斯特舰长重新升起一面新的星条旗，以表示美军傲然不屈的意志。巴克马斯特舰长的水兵的英勇行动博得了欢呼，他们使第19特遣舰队完全恢复了空袭能力。
与此同时，弗莱彻决定把帅旗移至“阿斯托利亚”号巡洋舰上。虽然“约克城”号一时还没有危险，但它作为旗舰已经不合适了。这项决定十分明智。
13时13分，弗莱彻的参谋人员开始从右舷攀绳而下，登上“阿斯托利亚”号的机动救生艇。11分钟后，弗莱彻上了“阿斯托利亚”号巡洋舰，他将在那里继续指挥美军舰队作战。
在这次对“约克城”号的攻击中，包括小林的飞机在内，日军一共损失了3架战斗机和13架俯冲轰炸机。返航的5名轰炸机飞行员带回一些零星的报告，他们所说的情况很不完整，也很不一致。
南云忠一不可能知道他的失败有多么惨重。现在，他在“约克城”号西南200英里的海面上，把3艘着火的航空母舰丢给驱逐舰看管之后，正在率领一个遭到打击的攻击舰队向北行驶。他在损失了3艘航空母舰之后，“飞龙”号上的报告称他们的第一次袭击成功了，肯定击沉了1艘美国航空母舰。
根据飞行员的报告，山口海军少将断定，这艘航空母舰至少中了两颗250公斤炸弹，所受重伤足以致命。日军并不知道，“约克城”号很快又以19节的航速行驶了。
因此，南云忠一相信美国只剩下1艘航空母舰，他仍然看到了免遭惨败的希望。这个希望在下午1时后破灭了。
在美国飞机第一次袭击之前，派去全面侦察中途岛附近海面上敌人部队的那架飞机飞回来了，由于无线电已坏，这架飞机没有完成侦察任务，飞行员返回时发现他的航空母舰一团大火，他带着不幸的消息降落在“飞龙”号上。
“日本飞行员至少看到了两艘美国航空母舰。”正在庆幸自己解脱了敌人威胁的山口多闻海军少将，听到这个消息后大吃一惊。