Os japoneses organizaram em meados de maio ataques contra as Ilhas Aleutas no Alasca e o Atol Midway no Oceano Pacífico com o objetivo de atrair e afundar os porta-aviões norte-americanos. Nagumo, a bordo do "Akagi", liderou o "Kaga", "Hiryū" e "Sōryū", mais navios de suporte, até Midway. As aeronaves japonesas conseguiram neutralizar uma pequena força de aviões e infligir grandes danos às instalações norte-americanas durante o ataque inicial. Torpedeiros e bombardeiros de mergulho despachados de Midway pouco fizeram, porém os planos japoneses tinham sido interceptados e decifrados, com as aeronaves dos porta-aviões norte-americanos já estando a caminho. Torpedeiros do , e juntaram-se ao ataque em sucessão, forçando os porta-aviões japoneses a manobrarem violentamente para evitarem os torpedos e impedindo-os de lançar novas aeronaves. Bombardeiros de mergulho norte-americanos chegaram atrasados, mas conseguiram infligir danos fatais no "Akagi", "Kaga" e "Sōryū". O "Yorktown" fora atingido por bombardeiros do "Hiryū" e recuou, porém foi torpedeado duas vezes algumas horas depois e abandonado. Seus batedores conseguiram indicar a localização do "Hiryū", que foi afundado depois de quatro acertos de bombardeiros do "Enterprise". O Japão perdeu quatro porta-aviões de frota em Midway.