В края на май 8-а дивизия е отново придадена на Ударното авионосно съединение, което се насочва за удара по атола Мидуей. В хода на операцията хидросамолетите от „Чикума“ активно се използват за разузнаване на базата на Мидуей и издирването на американските кораби. Независимо от катастрофалния изход на боя, самолетите на „Чикума“ действат ефективно. Един E13A успява да открие USS Yorktown (CV-5) и да наведе по него японските самолети на своите самолетоносачи. Тежко повреденият в хода на нападенията американски кораб, на 6 юни, е отново открит от хидросамолети на „Чикума“, един от които (E13A пилотиран от Хара Хисащи) продължава наблюдението докато не загива, напълно изразходвал горивото си (или възможно свален от американски изтребител). Втори самолет съобщава координатите на „Йорктаун“ на японската подводница I-168, която в крайна сметка го потопява. Така, благодарение на авиогрупата на „Чикума“, е удържана единствената победа в битката при Мидуей. Самият крайцер безуспешно се опитва да прикрие със своята зенитна артилерия самолетоносача „Хирю“.