ドーリットル空襲
三沢海軍航空隊第十一航空艦隊第二六航空戦隊の木更津基地からは、一式陸上攻撃機部隊が米艦隊捜索に発進した。第四索敵機(有川俊雄中尉)が09:30にB-25単機(国籍不明の双発飛行艇らしきもの、西進を報告)を発見したのみで、米艦隊発見には至らなかった。この陸攻は、アメリカ軍の機動部隊に相当接近したと思われ、エンタープライズは50 km まで接近した偵察機の存在を記録している。 午後12時30分、第十一航空艦隊は敵艦隊の位置がわからないまま、魚雷を装備した一式陸攻30機(第六空襲部隊22機、三沢空8機)、零戦12機、内地に帰還していた空母加賀所属の零戦12機を米艦隊発見地点に向かわせた。 しかし米艦隊は既に反転しており、出撃は空振りに終わった。一式陸攻3機が墜落と不時着で失われ、零戦1機も不時着して大破した。各基地の航空隊は19日以降も索敵を行い、大部分は米軍機動部隊攻撃に備えて待機したが、もはや出番はなかった。
B-25の大半の侵入ルートにあった水戸陸軍飛行学校は、本来航空通信と機上射手の教育を目的としていたため、航空戦力がなかった。教官の平原金治曹長が九七式戦闘機で出撃したものの、B-25には追いつけなかった。しかしながら、試作戦闘機「キ61」(のちの三式戦闘機「飛燕」)試作2・3号機に搭載したホ103 一式十二・七粍固定機関砲射撃試験のため、水戸飛校を訪れていた陸軍飛行実験部実験隊の荒蒔義次少佐、梅川亮三郎准尉がキ61で迎撃している。
13時には『米空母2隻、米巡洋艦2隻を発見』したと通報する。空襲を受けて損傷。さらに約30分後の13:36、ナッシュビルが長渡丸を6インチ砲102発、5インチ砲63発と1時間を消費して沈めた。長渡丸の乗員9名が戦死し、5名がナッシュビルに救助されている。
アメリカ艦隊による一連の掃討により、特設監視艇隊は大きな被害を受けた。5隻沈没(第二哨戒隊3隻〈第二十三日東丸、長久丸、第二十一南進丸〉、第三哨戒隊2隻〈長渡丸、第一岩手丸〉)、7隻損傷(粟田丸、興和丸、第三千代丸、栄吉丸、第二旭丸、第二十六南進丸、海神丸)、戦死33名、戦傷者23名と記録されている。 しかし、漁船改造の特設監視艇隊の報告は米軍機動部隊の奇襲計画を狂わせており、この点で空襲(作戦)に与えた影響は極めて大きかった。
米艦隊は発艦予定海域手前の予想外の遠距離で日本軍に発見されたため、当初の夜間爆撃の予定をとりやめ、予定より7時間早い08:15からB-25爆撃機を発艦させ始めた。最後のB-25が09:16に発艦した後、艦隊は直ちに退避を開始した。 なお、B-25の7番機(テッド・W・ローソン中尉)の搭載爆弾には、駐日米海軍武官補佐官ステファン・ユーリカ海軍中尉の所有物で、かつて日本から授与された紀元2600年祝典記念章がドーリットルの手で装着されていた。ハルゼー提督(エンタープライズ乗艦)は「諸君、利息をつけて、この勲章を返してやれ、成功を祈る」と伝言している。
真珠湾方面は警戒が厳しくて、潜水艦による偵察ができなかった。東太平洋方面の海軍航空兵力はトラック泊地方面の第二十四航空戦隊(常用陸攻27、飛行艇18、戦闘機27)、関東地区の木更津海軍航空隊と横須賀海軍航空隊にすぎず、反撃はおろか哨戒すら満足にできなかった。連合艦隊は受け身の不利を痛感し、敵空母をおびき出して撃滅するという着想に至る。軍令部や日本陸軍との折衝により二転三転したのち、連合艦隊は5月上旬にポートモレスビーを攻略(1月下旬に発令済み)、6月上旬にミッドウェー作戦を実施、7月上旬にFS作戦、10月を目途にハワイ攻略作戦の準備という計画を練った。
4月5日、大本営海軍部はミッドウェー攻略とアリューシャン西部要地攻略作戦に同意、採用を内定した。日本陸軍は「この作戦はハワイ攻略の前提ではないか」「アリューシャン作戦はソ連に悪影響を与えるのではないか」と疑っており、ミッドウェーおよびアリューシャン作戦に陸軍部隊の派遣を拒否した。 4月16日、永野修身軍令部総長は長期自給戦略態勢確立と戦争終末促進をはかる「第二作戦計画」について昭和天皇に上奏、裁可を得た。同日、軍令部は大海指第85号により連合艦隊(山本五十六司令長官)と支那方面艦隊(古賀峯一司令長官)に対し第二段作戦方針を指示した。ミッドウェー作戦、FS作戦(フィジー、サモア方面)、インド洋作戦、ハワイ攻略準備について触れていたとみられる。