ウェーク島の戦い
攻略部隊は21日朝4時30分、再度出撃した。同じ頃、南雲機動部隊から分派された第八戦隊司令官阿部弘毅少将(旗艦「利根」)指揮下の第二航空戦隊(司令官山口多聞少将、旗艦「蒼龍」)は南洋部隊指揮官井上成美第四艦隊司令長官の指揮下に入り、ウェーク島西方300海里の地点で空母2隻(蒼龍、飛龍)より戦闘機18機、艦上爆撃機29機、艦上攻撃機2機を発進。ウェーク島に対して空襲を行った。これに呼応して、千歳海軍航空隊の陸上攻撃機27機がウェーク島を空襲した。22日、第二航空戦隊は戦闘機6機、艦上攻撃機33機でウェーク島に対する2回目の空襲を実施。攻撃隊がウェーク島上空に達した時、その上空には F4F 戦闘機2機が待ち伏せていた。 F4F 戦闘機は寡兵ながら攻撃隊に対して奇襲を敢行し、艦上攻撃機2機を撃墜した。このうちの1機は、水平爆撃の名手として知られ、真珠湾攻撃の際に艦攻隊の誘導機を務めた金井昇一等飛行兵曹機であった。直後、 F4F 戦闘機は全て撃墜された。
攻略部隊は順調にウェーク島に接近。22日午後に上陸戦の隊形に占位し、誘導潜水艦を頼りにウェーク島の南岸に接近していった。21時、上陸命令が令され、これと同時に第18戦隊はウェーク島の東岸に移動して陽動作戦を実施した。第六戦隊は洋上に展開して、上陸支援や敵艦隊に備えた。 しかし、この日も海上の状況は悪く、大発を降ろすのに順調さを欠いたため、ついに哨戒艇2隻(第32号、第33号)が海岸に擱座し陸戦隊を上陸させた。
1945年9月4日,アメリカ駆逐艦 レヴィ (USS Levy, DE-162)の船上で多数のアメリカ兵、報道カメラマン、ジャーナリストがいる中で降伏調印が行われた。日本側は酒井原繁松 第65警備隊司令、近森重治陸軍大佐(連隊長)、吉水正雄陸軍少佐(連隊副長)橘壮一海軍少佐(副長)、中里久夫海軍主計大尉などが出席、アメリカ側 ローソン・H・M・サンダーソン(英語版)海兵隊准将などが出席した。
占領が確認されると、攻略部隊は追加の陸戦隊と医療班を上陸させて処理に当たらせ、水上機隊や飛行艇の基地を整備した。また、アメリカ軍の捕虜を飛行場に集めて座らせようとしたが、捕虜たちはそれを拒否して座ろうとしなかった。わけを聞くと、第一次攻略戦の第一回空襲の後、守備隊は日本の空挺部隊の来襲を恐れて大急ぎで飛行場に地雷を埋設した。その上に座らせるのは、座らせてから地雷で吹っ飛ばそうと企てているのでないか?と勘繰ったためであった。また、ブルドーザー1両とクレーン2基も鹵獲し、これらは後にウェーク島の防御陣地構築に使用されることとなる。
当面の警備兵力には当初、攻略部隊をそのまま充てたが、現地の要望により改めて警備部隊の派遣が要請されることとなった。これを受け、上海海軍特別陸戦隊から一個大隊がウェーク島に派遣されることとなり、大隊は12月27日に輸送船新田丸(日本郵船、17,150トン)に乗船し、途中対潜行動をとった上で1942年1月12日にウェーク島に到着。大隊は第65警備隊としてウェーク島の防衛にあたることとなり、これと入れ替わるように攻略部隊は暫時引揚げていった。
その後、日本はこの島を直轄地としてウェーク本島を「大鳥島」、ピール島を「羽島」、ウィルクス島を「足島」、ピーコック岬を「首崎」と命名し統治を行った。ウェーク島本島には北側に中攻掩体、南西には戦闘機掩体及び燃料置場、飛行場の南東には兵舎地区が設けられた。
ウィルクス島の弾薬庫が爆発し、高射砲一門を破壊したが人的被害は戦死1名負傷者4名だった。 この間、進撃中の攻略部隊は幸先良い戦果報告のみを重視して油断しきっていたが、アメリカ側も残存の F4F 戦闘機を爆弾が懸吊できるよう改装し、即製の戦闘爆撃機に仕立てて攻略部隊を待ち受けた。
12月10日夜、呂65号潜水艦(第七潜水戦隊、第27潜水隊)に誘導された攻略部隊はウェーク島沖に到着した。夜闇を利用しての上陸作戦計画である。日本側は上陸隊形を整えたが、その日は波が高く、攻略部隊の各艦は各々適当の地点から舟艇を発進させることとなった。ところが、「金龍丸」と「金剛丸」では陸戦隊を乗せた大発動艇(大発)をおろすのに難航した。ついには大発の破壊や転覆が相次いだ。攻略部隊は上陸を一旦延期し、巡洋艦や駆逐艦は島に接近して艦砲射撃を行うことにした。12月11日、米軍指揮官は日本軍攻略船団を発見、巡洋艦からアウトレンジ砲撃されることを警戒し、ぎりぎりまで射撃をしないよう部下達に厳命した。 3時25分にまず軽巡3隻(夕張、天龍、龍田)が、続いて3時43分に駆逐隊が砲撃を開始した。4時、ウェーク島の砲台が近寄ってきた攻略部隊に対して反撃を開始、ウェーク島の米軍砲台を「叩き潰した」と信じきっていた攻略部隊を驚かせた。まずウェーク島ピーコック岬のA砲台が旗艦「夕張」を砲撃し、「夕張」は煙幕を展開すると南へ避退した。4時3分、ウィルクス島沖で砲撃を行っていた「疾風」(はやて)が轟沈(、砲撃を受けて瞬時に沈没すること)、米軍側はウィルクス島L砲台による戦果と認定している。
ウェーク島の戦い前後、アメリカ海軍の動きとしては、ウェーク島への戦闘機輸送の帰途にあったエンタープライズ、およびミッドウェー島への戦闘機輸送に任じていたレキシントン (USS Lexington, CV-2) がそれぞれハワイ西方洋上とミッドウェー島南東洋上にあり、サラトガ (USS Saratoga, CV-3) がウェーク島への戦闘機輸送の第二陣として真珠湾に向かっていた。サラトガにフランク・J・フレッチャー中将が座乗して第14任務部隊を編成、ウェーク島救援にあたることとなった。
これに呼応し、エンタープライズ基幹の第8任務部隊(ウィリアム・ハルゼー中将)は遊軍として哨戒と支援を行い、レキシントン基幹の第11任務部隊(ウィルソン・ブラウン中将)は牽制攻撃のためジャルート環礁目指して12月14日出撃した。第11任務部隊は、日本軍のブタリタリ、マキン島占領に伴いマキン島奇襲に矛先を変え、さらに太平洋艦隊司令長官代理ウィリアム・パイ中将の命令により第14任務部隊の支援に回ることになった。
パイ中将はウェーク島の取り扱いの方針について海軍作戦部長ハロルド・スターク大将と合衆国艦隊司令長官アーネスト・キング大将に伺いを立てたところ、ウェーク島守備隊の士気を考慮したものの、「兵力の増強より撤退すべきだ」と指示された。こうして、ウェーク島救援の動きは一気に終息に向かった。ウェーク島救援の本隊である第14任務部隊はもともと寄せ集め部隊で練度も十分でなく、12月23日の時点でウェーク島の北東約683キロ地点に達していたが、占領の報と相前後して引き返していった。
ウェーク島の戦いは目的こそ果たしたものの、連戦連勝に沸き立つ緒戦期の中でも一番の苦しい戦いだった。人的損害も、アメリカ軍の戦死者122名に対し、日本軍の戦死者は少なくとも469名にも及んだ。艦艇は、駆逐艦2隻と哨戒艇2隻を喪失した。寡兵ながら攻略部隊を大いに翻弄したアメリカ側の戦いぶりは特筆される。第二次攻略戦におけるの戦死は大いに惜しまれ、蒼龍では金井の戦死によって重苦しい空気に包まれた。山口は折に触れ源田実中佐に「金井を殺すようだったら、あのとき彼を飛ばさなければよかった」とこぼしていた。
田村俊夫や碇義朗は、「ウェーク島の戦いでの失敗や苦闘は、この戦争の前途を暗示するものであった」とし、石橋孝夫は1942年2月のウェーク島(およびマーシャル方面)への反撃を「戦果的に目ぼしいものはなかった」とした上で「将来への警鐘を含んでいた」とした。