Fartøyene som USS «Tambor» hadde observert var styrken på fire kryssere og to jagere som admiral Yamamoto hadde sendt ut for å beskyte Midway. Klokken 02:55 mottok denne styrken ordre om å trekke seg tilbake. Omtrent samtidig som den japanske styrken endret kurs, ble USS «Tambor» observert av den japanske styrken. Under manøver for å unngå et angrep fra undervannsbåt kolliderte de tunge krysserne «Mogami» og «Mikuma», med store skader på «Mogami»s baug som resultat. Den mindre skadde «Mikuma» reduserte farten til 12 knop for å holde følge med den mer skadde krysseren. Ikke før klokken 04:12 ble himmelen så klar at besetningen på USS «Tambor» sikkert kunne identifisere fartøyene som japanske. Samtidig ble fortsatt overflatestilling risikabelt, og ubåten dykket for å angripe. Angrepet mislyktes, og rundt klokken 05:00 rapporterte ubåten endelig til hovedkvarteret at det var to kryssere av «Mogami»-klassen som seilte vestover. Med en fart på 12 knop var de to japanske krysserne nesten perfekte mål for et angrep fra en undervannsbåt. Så snart som USS «Tambor» kom tilbake til basen ble kommandørkaptein Murphy avløst og gitt landtjeneste. Det ble begrunnet med hans vage kontaktrapport, dårlige torpedoskyting og generelt manglende aggresjon. USS «Tambor» under Murphys kommando ble sammenlignet med USS «Nautilus» (SS-168), den eldste av de 19 amerikanske ubåtene ved Midway, og den eneste som hadde truffet mål med en torpedo.