ברור היה לאדמירל איסורוקו יממוטו, מפקד הצי היפני המשולב, שאין סיכוי להביא לכניעה אמריקנית ללא השמדת כוח נושאות המטוסים שלה, ולכן ביקש לכפות על האמריקנים קרב הכרעה בתנאים אופטימליים מבחינת יפן, וזאת באמצעות השתלטות על שטח שעליו יהיו חייבים האמריקנים להגן. בעקבות טיהור האוקיינוס מכוחות זמינים של מעצמות המערב, הייתה יפן פנויה לחיסולו הסופי של הצי האמריקני שנחל תבוסה בפרל הארבור.
ערב קרב מידוויי היה הצי היפני בשיא כוחו. הוא כלל שבע נושאות מטוסים, לעומת ארבע נושאות מטוסים שהיו ברשות האמריקנים. ליפן אף היה כוח אווירי ימי, שכלל כמה מהמטוסים הטובים ביותר בעולם, בהם מטוס הקרב היפני A6M זירו, שנחשב למשובח שבמטוסי הקרב המוּשָטִים בתחילת המלחמה. אף איכות הטייסים היפנים בתחילת המלחמה הייתה גבוהה בהשוואה למקביליהם בשאר העולם, הודות למשטר אימונים קפדני ולניסיון הקרבי שרכשו במלחמת סין–יפן השנייה. לצד נושאות המטוסים כלל הצי היפני אוניות מערכה רבות, מהן הגדולות מסוגן בעולם. היתרון היפני באוניות מסוג זה היה מוחלט, ושיקף את המכה שספגו האמריקנים בפרל הארבור, שבה טבעו או ניזוקו שמונה אוניות מערכה אמריקניות.
תכנון השלב השני של הלחימה באוקיינוס השקט החל בינואר 1942, ובפני היפנים עמדו מספר אפשרויות פעולה, בהן תקיפת אוסטרליה ופלישה להוואי. אפשרות הפלישה לאוסטרליה נדחתה בשל הלחץ שהפעיל הצי היפני המשולב של אדמירל יממוטו על המטה הכללי של חיל הים, ואפשרות הפלישה להוואי נדחתה מכיוון שהמטוסים היפנים לא יוכלו להשיג עליונות אווירית בקרב, ואף לא יוכלו להיעזר במטוסים מבסיסי קרקע בשל ריחוקם מהוואי. תחת זאת, בחר יממוטו כיעד ההתקפה במידוויי, אטול השוכן 1,100 מילים ימיים (2,100 קילומטרים) צפונית־מערבית לאואהו. האטול נמצא במקום נוח יחסית, מחוץ לטווח המטוסים האמריקנים שהמריאו מהוואי. עם זאת, בעקבות אובדן הפיליפינים נותרו האמריקנים ללא עמדות נוחות להתקפה על יפן, והאטול הפך למעשה למוצב קדמי של הצי האמריקני, ונפילתו הייתה מסכנת מאוד את המעגן הראשי בפרל הארבור. לכן היו האמריקנים חייבים להגן על האטול, חרף הסיכון שבדבר.
חיכוכים בין הצי הקיסרי והצבא היפני הקיסרי, ובין המטה הכללי של הצי והצי המשולב הביאו לכך שגיבוש התוכנית נדחה עד אפריל. רק לאחר שיממוטו הבהיר באופן תקיף שאינו מוותר על עמדתו בנוגע לתקיפת מידוויי, אישר המטה הכללי את התקיפה ב־5 באפריל. יממוטו ראה בנושאות המטוסים האמריקניות את האיום העיקרי באוקיינוס השקט, ואף ידע שאף לא אחת מהן נפגעה במתקפה על פרל הארבור. החשש מנושאות המטוסים האמריקניות קיבל אישוש עם הפצצת יפן בפשיטת דוליטל ב־18 באפריל, שחשפה פערים במערך ההגנה היפני. הפשיטה עצמה לא הייתה הגורם לאישור התקיפה, אך היא חיזקה מאוד את עמדתו של הצי המשולב של יממוטו מול המטה הכללי, שאמנם אישר את תקיפת מידוויי שבועיים לפני כן, אך עיתוי הביצוע ונקודות חיוניות אחרות היו עדיין שנויים במחלוקת.
ההכנות לפלישה למידוויי.
תוכנית ההתקפה על אטול מידוויי קיבלה את שם הקוד "מבצע מי" (MI), ולה שתי מטרות מרכזיות: הראשונה הייתה כיבוש מידוויי והפיכתו לבסיס קדמי במערך ההגנה ההיקפי על איי יפן, שיאפשר איתור מוקדם של כוחות אויב הפועלים מערבית לאיי הוואי. המטרה השנייה הייתה משיכת הכוחות הנותרים של צי האוקיינוס השקט של ארצות הברית מבסיסיו והשמדתו בקרב ימי מכריע.
על כוחות הצי הקיסרי היפני פיקד אדמירל יממוטו מעל סיפון אוניית הדגל יאמטו, ובקרב השתתפו הכוחות הבאים:
לפי התוכנית, על כל הכוחות היה לצאת למידוויי בין 26 ל־29 במאי, ויום הע' לנחיתה באטול נקבע ל-7 ביוני. הכוח הצפוני הפליג מהבסיס הימי באומינטו שבצפון הונשו, מובילי הגייסות יצאו מסאיפאן ומגואם, ושאר הכלים יצאו ממעגן הצי בהשירג'ימה. לפי התוכנית, ב־5 ביוני, יום הע' פחות יומיים, אמור היה כוח המהלומה הראשון של נגומו, מנקודה המרוחקת כ־250 מילים ימיים מערבית למידוויי, לתקוף את האטול ולהשמיד את כל הכוח האווירי שחנה בו, את מתקני הצבא וכל כלי שיט אמריקני באזור. הנחיתה באטול נקבע לשחר 7 ביוני, ועל הסיירות הכבדות של קוריטה הוטלה מלאכת החיפוי, בעוד שאר הכוחות של קונדו מחפים ממרחק רב יותר.
מטרת שאר יחידות השטח הייתה השמדה מוחלטת של כוחות הצי האמריקני שיצאו להגנת מידוויי, וזאת לאחר שמטוסיו של נגומו ירככו אותם בהתקפות אוויריות. היפנים ציפו שהצי האמריקני יגיב רק לאחר תחילת הנחיתה, ולכן קראה תוכנית הקרב להתפרסות הכוחות במספר נקודות, במטרה ליירט את האמריקנים בסמוך ליציאתם מבסיסם. לפי התוכנית, על הכוח העיקרי של יממוטו להמתין כ־600 מילים מצפון־מערב למידוויי, על כוח המהלומה של נגומו להמתין 300 מילים מזרחית לכוח העיקרי, על משמר האגף של טקאסו להמתין 500 מילים צפונית לכוח העיקרי, ועל הכוח הצפוני להמתין 300 מילים מזרחית למשמר האגף. בנוסף, התוכנית קראה לפריסת שלוש פלגות צוללות בין פרל הארבור ומידוויי עד 2 ביוני, וזאת כדי ליירט את הצי האמריקני בעוזבו את הבסיס. לאחר השלמת המבצע היו מרבית הכוחות אמורים להפליג לטרוק כדי לקחת חלק במבצעי ההמשך של יפן בדרום מערב האוקיינוס השקט.
השגת המטרה העיקרית של תוכנית ההתקפה על מידוויי – השמדת צי האוקיינוס השקט האמריקני – הייתה תלויה בהימצאות כוח זה בנמלי הוואי. לפיכך נודעה חשיבות רבה לבניית תמונה מודיעינית באשר לעוצמתו של האויב ולתנועותיו. לשם כך החליט הצי המשולב לשלוח שתי ספינות מעופפות מדגם קאוואנישי H8K "אמילי" בעלות הטווח הארוך למשימת סיור מעל הוואי. למרות טווח הטיסה הארוך של מטוסים אלה (7,150 ק"מ), על מנת שישובו לבסיסם באיי מרשל בשלום היה על המטוסים לתדלק פעם אחת במהלך המסע. התוכנית היפנית, שהתבססה על מבצע דומה מוצלח שנערך כחודשיים לפני כן, קראה למפגש תדלוק בין הספינות המעופפות לצוללות בפרנץ' פריגייט, אטול מבודד כ־500 מילים ימיים צפונית־מערבית להוואי.
תוכנית הקרב של יממוטו הייתה מורכבת ביותר, ודרשה שיתוף פעולה הדוק בין יחידות שטח שונות על פני שטח של מאות מילים ימיים של ים פתוח. בנוסף, הסתמכו המתכננים על מידע מודיעיני שקבע שנושאות המטוסים האמריקניות אנטרפרייז והורנט עגנו באותה עת בפרל הארבור, וכן נלקחה בחשבון אפשרות הימצאות נושאת מטוסים שלישית. בקרב ים האלמוגים, שנערך כחודש לפני ההתקפה על מידוויי, טובעה נושאת המטוסים לקסינגטון, ונושאת המטוסים יורקטאון ספגה נזק כה כבד עד שהיפנים האמינו שגם היא טובעה. למעשה, יורקטאון שבה לפרל הארבור שם תוקנה במהירות שאפשרה לה לקחת חלק מרכזי בקרב מידוויי.
יממוטו ומטהו החזיקו באמונה שהצי האמריקני הוכה קשות בפרל הארבור ושהמורל בו ירוד, ולכן על היפנים לפתות אותו לקרב בו יושמד באופן סופי. לשם כך פרס יממוטו את כליו באופן נרחב, על מנת שלא יתגלו על ידי האויב טרם ההתקפה. כך, עתיד היה הכוח העיקרי של יממוטו, על אוניות המערכה והסיירות שבו, לנוע בעקבות כוח המהלומה הראשון של נושאות המטוסים של נגומו, במרווח של כמה מאות מילים ימיים.
הפלישה לאלאוטיים.
כדי להשיג את תמיכת המטה הכללי של הצבא הקיסרי היפני, נתן המטה הכללי של הצי היפני את הסכמתו לסייע בפלישה לאיים האלאוטיים, אותם רצה הצבא לכבוש כדי לחזק את מערך ההגנה ההיקפית מסביב לאיי יפן, וכדי לשבש את קווי התקשורת בין ארצות הברית וברית המועצות. היסטוריונים מערביים רבים סברו שההתקפה על האיים האלאוטיים הייתה פעולת הסחה מתקיפת מידוויי או ניסיון לפתות את הצי האמריקני לצאת לקרב בים הפתוח, אך מחקרים מאוחרים יותר מצביעים שהפלישה לאיים האלאוטיים נקבעה להתחיל במקביל לתקיפת מידוויי, אך עיכוב של יום בהפלגת כוח המשימה של נגומו גרם לפתיחת ההתקפה על האלאוטיים יום לפני ההתקפה על מידוויי.
לקראת הלחימה.
המודיעין האמריקאי ופיצוח הקוד היפני.