27 мая 1942 года в 6:00 «Сорю» в составе авианосного соединения адмирала Нагумо (1-я и 2-я ДАВ, «Харуна» и «Кирисима» из 3-й ДЛК, 8-я ДКр, 1-я ЭЭМ) покинул Хасирадзиму для участия в операции «МИ». На борту авианосца находилась авиагруппа из 18 истребителей тип 0, 16 палубных бомбардировщиков тип 99 и 18 ударных самолётов тип 97. Также на нём размещались 3 истребителя тип 0 (в разобранном виде) из 6-й АГ, предназначенные для размещения на Мидуэе после его захвата, и 2 экспериментальных разведчика тип 2 (D4Y1-C), которые должны были пройти испытания в боевых условиях. Поскольку места в ангарах для этих дополнительных машин не хватало, два пикировщика тип 99 переместили на борт авианосца «Кага», их экипажи остались на «Сорю». Авианосное соединение шло к Мидуэю с 14-узловым ходом, 28 мая в 14:30 оно соединилось с группой снабжения. В первый и пятый день похода (27 и 31 мая) истребители из АГ «Сорю» несли боевой воздушный патруль над АУС. В ночь с 3 на 4 июня завершившие передачу топлива танкеры легли на обратный курс, а корабли подняли скорость до 24 узлов.