1942年4月18日，为了报复日本偷袭珍珠港，美军16架B25米切尔型轰炸机从大黄蜂号航空母舰起飞，低空掠海，飞向东京。中午12:20，一派祥和气氛的东京上空出现了数架庞大的飞机。因为日本当天正好举行航空演习，所以看到美军轰炸机后，地面上的人们还以为是自家的飞机。但就在众人兴奋地向空中挥手欢呼时，数十枚重磅炸弹从天而降，东京市区顿时陷入一片恐慌。美军的这次空袭虽然只持续了30秒，但却把日本天皇吓得不轻。同样吓得不轻的还有山本五十六。作为联合舰队最高负责人，山本竟然让美军在自己眼皮子底下偷袭东京，无论怎么说，这都是他的失职，他都要承担相应责任，为了保住天皇的性命，也为了保住自己的狗头，空袭事件后山本五十六再次向海军军令部提交了自己的中途岛作战方案。
中途岛位于珍珠港西北1200海里处，陆地面积约5.2平方公里。别看它不大，战略地位却很重要。如果日军占领中途岛，就可以威胁珍珠港。
1941年12月7日，南云忠一偷袭珍珠港，令美军损失惨重。但山本五十六对战果并不满意，他一直希望彻底歼灭美国太平洋舰队。由此，早在1942年初，山本就有一个构想，即佯攻中途岛，迫使珍珠港内的美军倾巢而出，前来救援。这样，他就可以利用联合舰队在兵力上的优势，将太平洋舰队聚歼于海上。如此一来，日本就有希望迫使美国坐到谈判桌前，提前结束战争。
山本五十六的计划过于冒险，也太过一厢情愿，这倒是很符合他赌徒的行事风格。但是也容易遭致同僚的反对。当时别说陆军要唱反调，海军内部也有很多人持质疑态度。反对者认为，大老远跑去打一仗，就算能打下来，能守得住吗？最关键的是，美国人会乖乖的把太平洋舰队全开出来，任凭你山本宰割。
由于反对的人太多，所以中途岛作战方案一直都未能在军令部通过。相比之下，日本大本营对保守的“MO作战”计划更感兴趣，也就是拿下新几内亚岛，继而攻下澳大利亚，坐拥西太平洋，与老美二分天下。不过，就在山本与军令部为下一步战略争执不休时，美军把东京给炸了。这还不算完，罗斯福总统在事后的新闻发布会上还开玩笑说，美军以后会经常光临日本，下次说不定就会炸皇宫。面对美国的威胁，军令部的态度瞬间来了个180度大转弯。
5月5日，海军军令部长永野修身奉天皇敕令，正式批准中途岛作战计划，决定动用8艘重型航母、400多架舰载机、11艘战列舰、23艘巡洋舰、56艘驱逐舰、24艘潜艇以及70多艘运输舰、辅助舰攻击中途岛。在此之前，军令部还批准了“MO作战”计划。这导致中途岛战役前，美日海军先在珊瑚海爆发了一场遭遇战。此役日军损失了一艘轻型航母祥凤号，重型航母翔鹤号受重伤，瑞鹤号上的舰载机也折损严重，美军则损失了一艘列克星顿号航母，约克城号受重创。
珊瑚海战役后，山本五十六判断美军在珍珠港最多还有两艘航母，便命令受伤的翔鹤号返回横须贺修理，又令瑞鹤号留在后方休整，补充一批新的舰载机。如此一来，原本联合舰队可以投入中途岛作战的8艘重型航母就只剩下了6艘。
5月24日，遵照军令部方案，联合舰队兵分多路，杀向中途岛和阿留申群岛。中途岛方向有四路，第一为先遣潜艇支队，有16艘潜艇，负责在夏威夷至中途岛之间设伏攻击前来增援之敌，二是中途岛占领部队，有包括一艘轻型航母在内的50多艘战舰和5000名登陆部队，负责占领中途岛，三是南云指挥的航母编队，有4艘重型航母、2艘战列舰、2艘巡洋舰、12艘驱逐舰，负责空中打击中途岛的同时，寻机歼灭珍珠港方向的美军舰队。四是由山本五十六亲自率领的机动部队，有1艘轻型航母，包括大和号在内的3艘战列舰、2艘水上机母舰、13艘驱逐舰，负责随时策应。
阿留申群岛方向有两路，分别由细萱戊子郎中将和高须四郎中将指挥，总计有包括2艘重型航母在内的30余艘战舰和2000登陆部队，负责攻克阿留申群岛西部地区。
不是打中途岛吗？怎么又分兵打阿留申群岛呢？这是因为阿留申群岛的最西端距离日本千岛群岛最北部不到1600公里。东京吃了炸弹后，日本大本营对美军的空袭已是惊弓之鸟，谁都不敢再掉以轻心。即便美军从阿留申群岛起飞，轰炸日本的可能性微乎其微，大本营也希望防范于未然。
而山本五十六也认为同时攻击中途岛和阿留申群岛可以起到迷惑、牵制美军的作用，所以就同意了大本营的附加指示。不过，日军分兵，这对接下来的中途岛战役并非幸事。一方面，阿留申群岛距离中途岛约3000公里，两个战场相隔太远，一旦有什么意外，两支舰队很难相互支援。再者，为了拿下阿留申群岛，山本在战前不得不调走一部分兵力。如此一来，日军能投入到中途岛作战的就只剩下赤城、加贺、苍龙、飞龙四艘航母。当然，按照山本的设想，四打二自己仍然稳操胜券。但问题是，美军真的只有两艘航母吗？并且，美国人会这么听话，先等日军拿下中途岛，然后再慢悠悠的从珍珠港出发，掉进日军的陷阱吗？显然，事实不是这样的。托大的山本并不知道，在中途岛这场即将展开的较量中，美军已经悄悄的占得了先机。
1942年1月，美军在一艘沉没的日本潜艇上找到了日军密码本。有了这个密码本，美国情报部门成功的破解了日军大部分的通信秘密。
1942年四五月间，日本联合舰队各部之间的来往电报