1942年6月4日中途岛海战中，“赤城”亦作為第一機動部隊旗艦的身分參戰。上午10時20分，遭来自美军企业号航空母舰VB-6轰炸机分队3架SBD式俯衝轟炸機投彈攻击，其中一枚命中了中部升降机附近，並貫穿飛行甲板於機庫引爆；另一枚則是近矢弹，擦过舰艉後方甲板並破坏了舵機。當時機庫內正在進行艦上攻擊機的加油與將陸用炸彈改換裝攻艦炸彈的掛彈作業，炸彈帶來的連鎖爆炸使得艦上火災一發不可收拾，但是火災並未延燒到赤城的下部結構，因此火災於中午12點一度已被控制，由于航空汽油着火，赤城号上的状况持续恶化。到晚间7点20时，鉴于坚持已无意义，舰长青木泰二郎下令弃舰，伤员和幸存人员向驱逐舰岚号和野分号转移。同时，请求下令击沉赤城号。位于后方大和号上的山本五十六接到了这份电报，面对自己曾经担任过舰长的赤城号，他的心情是复杂的；如果还有一丝希望，他也不想放弃机动部队历史悠久的旗舰。7点25分，大和：“赤城の処分は待て（暂缓对赤城的处分）。”、并向第四驱逐舰队下达“今夜は赤城の警戒に任じ、敵艦来たらば刺違え戦法をもってこれを撃滅せんとす（今晚担负赤城警戒、对来犯之敌予以歼灭）”的命令。南云也曾经向第十战队司令官木村进少将发出过“长良で赤城を曳航できないか（长良能否拖曳赤城航行？）”的询问。