为贯彻这三项制敌策略，尼米兹对参战部队提出了六项要求：
第一、尽量在远距离发现并攻击敌人，防止敌航空母舰对中途岛奇袭。为此，中途岛部队要加强警戒，实行700海里的空中巡逻。为实现对来犯日军的早期预警，潜艇部队在中途岛以西150海里、300海里和700海里处构成3道警戒线。
第二、对日军航空母舰部队的空中攻击，应在其空袭中途岛之前实施。为此，发现敌航空母舰部队之后，首先以中途岛上的陆军航空兵B…17型轰炸机进行远距离攻击，夏威夷方面的轰炸机也立即出动，参加进攻。
第三、太平洋舰队的航空母舰部队，在中途岛东北海面的日军空中搜索圈外隐蔽待机，一俟中途岛警戒飞机判明敌情，立即接近并奇袭敌航空母舰。
第四、在中途岛西面警戒的潜艇，应相机实施攻击。
第五、中途岛守军尽力死守该岛。
第六、重点防卫荷兰港至阿拉斯加之间区域，尽力阻挠日军对阿留申群岛的进攻。
美军情报部门提供的可靠情报，使尼米兹算破了山本五十六的“底牌”，使他能够提出置日军于死地的作战策略。虽然美军在兵力对比上处于劣势，但有了这些破敌良策，战场的局势就有可能从根本上改变。
美国著名海军历史学家莫里森教授把美军在中途岛海战中的胜利称之为“情报的胜利”，这是很自然的。美军破译了日本的密码电报，提前发觉日本的攻击计划，是日本失利的最主要的和最直接的原因。倘若日本攻占中途岛的意图的秘密能像袭击珍珠港的计划那样彻底掩盖的话，这次战役的结果就很可能会大不相同了。但是，美军取得中途岛的胜利，又不仅仅是因为破译了日本的密码，还有其他若干原因。尼米兹在获悉日本人将使用联合舰队的整个兵力实施中途岛作战时，没有被朝他开来的庞大的敌舰队所吓倒，恰恰相反，他立即大胆采取行动，并有意把他的较小的兵力投向强大得多的敌人。由于意识到自己无力与敌正面交锋，他就命令弗莱彻和斯普鲁恩斯把特混舰队部署在南云第1航空舰队的侧翼，以便他们能从有利的战场位置出发，对敌实施突然袭击。尼米兹的决策，为此战的胜利奠定了基础。
算破“底牌”（10）
5月27日这一天，尼米兹接连开了好几个高级会议，讨论并确定了中途岛战役的重大问题。在繁忙之中，他并没有忘记那些即将参加战斗的官兵，适时向定于次日出航的第16特混舰队发出了文告：“虽然在刚结束的航行中你们未能有机会与敌交战，未能再次取得过去作战之辉煌战果，但是，我相信你们已利用这段时间为今后作战提高了能力。在即将开始的航行中，你们将有机会给敌以沉重打击。你们已经给敌人以沉重打击，我完全相信你们有勇气、有技术、有能力给敌人以更大的打击。祝你们成功，祝你们走运！”
当尼米兹宣布散会，军官们离开他的办公室时，尼米兹的心上还挂着一件重要的事情，这就是能否及时将“约克城”号修好，以保证弗莱彻的第17特混舰队能够及时出动，于指定的时间在“运气点”与斯普鲁恩斯的第16特混舰队会合。
要修好“约克城”号谈何容易。
在珊瑚海海战中，它被打得遍体鳞伤。按照当时最乐观的估计，最少需要两周的时间它才能够出海作战，而最悲观的估计需要3个月。
“约克城”号的损伤来自5月8日从天而降的3颗炸弹。其中一颗直接命中飞行甲板，尔后穿过飞行甲板、舰艉部下甲板、主甲板、第二甲板、第三甲板，在航空用品仓库内爆炸。这颗炸弹在下落过程中给航空母舰的结构造成了相当大的破坏，使数层舱壁和好几个弹簧门破裂，在船体内撕开了几个大口子。弹片和其他碎片四处乱飞，引起了大火，并造成了人员的伤亡。尽管这一击未使“约克城”号严重失去战斗力，但却使其航速降到25节。由于航空母舰的装甲不厚，只能靠速度来保护自己，因此，速度的减低就大大降低了它的战斗力，影响了它的安全。
第二颗炸弹擦过前右航炮台走道的舷外舱口栏板在舰艏爆炸，炸瘪了航空母舰“装甲带的下沿”，使横架和舱壁起皱内陷，有几处舱壁与舰体分离。这一颗炸弹造成的最严重后果是油从舰体裂缝中流出，在舰艉海域形成了一片浮油区。
第三颗炸弹在离舰艏很近的水面上爆炸，炸弹的弹片在舰体上穿了四五个洞，并划破了军舰的油管。但是总的看来，这一差点儿命中的炸弹造成的损失较小。
虽然“约克城”号修理的难度很大，但是，尼米兹本人和珍珠港海军船厂厂长威廉·雷亚·弗朗海军少将的修船队都想力争使“约克城”号参战。如果没有“约克城”号参战，那么，中途岛附近的航空母舰之比将成为日军4或5艘，美军2艘。这样，力量对比悬殊太大，会对美军官兵的士气产生不良影响。
5月28日6时45分，“约克城”号从第十六号泊位转入一号干坞。刚刚停稳，几百名电工、装配工、机械工、电焊工及其他工种的工人便蜂拥而上——弗朗海军少将尽其所能抽调了各种机修工登舰抢修，围着“约克城”号转的各种人员多达1400余人。霎时间，舰上到处飘落着电焊的火花，到处可闻铆钉枪发出的嗒嗒声。由于时间太紧，不可能像往常那样先进行设计，再按比例作图。为了抢时间，他们把需要替换的部件先在舰上放大样，之后迅速送修理车间依样加工，做好后旋即拿回换上。
在“约克城”号接受维修的同时，斯普鲁恩斯的第16特混舰队开始出海。
8时50分，拖轮开始撤除“企业”号右舷上的防雷网。9时许，水上飞机供应船“柯蒂斯”号起锚，驶出港口。在各航母检验驾驶装置、测量吃水深度、试验主机、对消磁装置加电时，驱逐舰接连出港。10时40分左右，“北安普顿”号在前，各巡洋舰相继出港。
11时10分，“企业”号 航空母舰发动主机的二号锅炉。此时，所有的拖轮均已离开，“企业”号开始起动。它依照航道各段的要求，不断地调整着自己的航向、航速。全舰进入二级战备状态。11时59分，“企业”号驶出珍珠港，旋即以25节的航速行驶。
11时34分，航空母舰“大黄蜂”号起锚。港口的一名领航员驾驶着军舰，舰长及驾驶员在舰桥上。12时21分。港口领航员将舰交给舰长马克· A 。 米彻尔海军上校。“大黄蜂”号从一号浮标左侧40码处驶出港口旋即以20节航速行驶。
算破“底牌”（11）
米彻尔海军上校为舰长的“大黄蜂”号和默里海军上校为舰长的“企业”号，是斯普鲁恩斯特混舰队的中坚。与它们一起行驶的是托马斯· C 。 金凯德海军少将指挥的第二巡洋舰分队。该分队由“新奥尔良”号、“明尼阿波利斯”号、“文森斯”号、“北安普顿”号、“彭萨科拉”号和“亚特兰大”号巡洋舰组成。
斯普鲁恩斯的驱逐舰警戒部队（第4驱逐舰分队）由亚历山大· R·厄尔利海军上校任司令，由第1驱逐舰中队（“菲尔普斯”号、“沃登”号、“莫纳汉”号、“艾尔文”号）和第6驱逐舰中队（“巴尔奇”号、“科宁厄姆”号、“本纳姆”号、“埃利特”号、“莫里”号）组成。其中，“艾尔文”号和“莫纳汉”号在珍珠港曾遭到日军空袭。当时，前者在一位海军少尉指挥下冒着弹雨驶出了港口；后者撞沉了一艘日军的袖珍潜艇。此外，斯普鲁恩斯还有一支由“西马伦”号和“普拉特”号油船组成的运油船队（“杜威”号和“蒙森”号驱逐舰护航）。
斯普鲁恩斯站在舰上，像一把笔直锋利且富有弹性的宝剑。他希望此次出征能够多击沉一些日舰，以打击开战以来日军嚣张的气焰。但是，他又不得不正视美国此时极端缺乏航空母舰和驱逐舰这个现实，他有责任尽一切可能把他的舰只保存下来。
在斯普鲁恩斯率领第16特混舰队出发的时候，海军船厂的修船队员正在加紧抢修“约克城”号。他们24小时轮番突击。舰上，铆钉枪嗒嗒嗒响个不停，焊枪在全舰撒下点点火花。由于队员们通宵达旦地辛苦劳作，“约克城”号居然活了过来。次日（夏威夷时间5月29日）晨，开始往“约克城”号所在的干坞漕内注水时，数百名修船队员还在舰上忙呼着敲敲打打。“约克城”号小心翼翼、一点一点地从干船坞滑出，进入正常泊位停下。它将在泊位上继续接受修理，并同时进行加油和接载飞机。
此时，修理任务已经完成过半，但还有许多事情要做。照这样的速度，再有一天，“约克城”号即可出港。美国海军历来注重整洁，但现在却不是讲究外表的时候，为了争取时间，对于不影响作战或舰体安全的部分没有修理。为提高修理速度，他们采取了“用等重、等强度、等剖面系数的材料换下舰上被炸毁和损坏的部分”的办法。这在修船史上是一个创造。
经过两天多的抢修，“约克城”号离开船厂时已经面貌大变。它不仅能够开动——虽然速度已大大降低，而且也能够起降飞机了。修船队员们创造了奇迹。
5月30日晨，第17特混舰队司令弗莱彻海军少将率领“约克城”号航空母舰，在2艘重巡洋舰和5艘驱逐舰的护卫下，也离开了珍珠港。
至此，参加中途岛之战的美军第16、17特混舰队，均已踏上与日本舰队决战的征程。两支离弦之箭，向山本五十六率领的舰队射将过去。
现在，让我们再来看看美军在中途岛的防御力量。
当尼米兹判断日军将要进攻中途岛后，立即将这一情报告诉了中途岛的两位美军指挥官西里尔·T 。 赛马德上校和哈罗德·D 。 香农上校，并命令他们尽快做好防御准备。
赛马德上校和香农上校虽均已年过五十，但他们俩是岛上有名的一对最好的网球双打选手。他们表示，在保卫中途岛的战斗中，要像在网球场上那样配合默契。
参加过第一次世界大战的香农坚信带刺的铁丝网是十分有效的防卫设施，因此命令在中途岛大量设置铁丝网。对此，岛上一些官兵感到不解，他们充满疑惑地问：“难道用铁丝网能挡住敌人的飞机？”
中途岛是由东岛和沙岛组成的，在赛马德上校和香农上校的领导下，这两个小岛的防御开始加强起来。岛上大炮林立，到处竖着带刺的铁丝网，海滩和周围水域地雷、水雷密布。11艘鱼雷快艇奉命时刻准备绕环礁巡逻、打捞迫降的飞行员，并以其防空火力支援地面部队。1艘游艇和4艘经过改装的金枪鱼捕捞船待命执行救护任务。19艘潜艇在中途岛西北到北方100~200海里处警戒着进岛的各条通道。
算破“底牌”（12）
5月2日，尼米兹在视察中途岛时曾问过香农 ：“如果我给你需要的一切，在大规模的两栖进攻下，你能守住中途岛吗？”当时，香农回答得很干脆：“能！”
但是，其他军官并不像香农那么乐观和自信。
守卫沙岛的海军陆战队指挥官麦考尔就十分悲观。
他手上虽有雷达，却是老式的SC270型。这种雷达连目标的高度都显示不出来，而且荧光屏上显示出的许多亮点，可能是日机，也可能是低空飞翔的信天翁。为了能及时准确地判断情况，陆战队有人提议，规定美军飞机进入中途岛的进入角度，以便判断荧光屏上显示出的亮点，只要符合这一进入角度就可认为是美国飞机。但是，麦考尔认为不可。因为在日本空袭珍珠港时，日军空袭机群的进入角度与美军预先安排的美国B…17机群的进入角度在荧光屏上仅差几度，为此美国雷达兵当时没能及时判断出日机的入侵。这一教训已经证明，此种识别方式是难以保证万无一失的。
岛上海军陆战队的俯冲轰炸机的正式名称是“复仇者”，又叫“震动器”或“风向标”。这些老古董常常发生故障，1942年初在进行俯冲试验时，由于机械构件与机翼脱离，只好用胶布粘上去。
陆战队的战斗机是F2A…3“水牛”式，它有个可怕的名字——“空中棺材”。“水牛”式虽然机动性能好，易于驾驶，但它有若干缺陷，特别是飞行速度慢。日军的“零”式战斗机的水平飞行速度比“水牛”式最高安全俯冲速度还要大。
更加令人忧愁的是：根本没有中途岛防空作战的协同计划。尽管飞行人员英勇顽强，求战心切，但他们分别来自陆军、海军及海军陆战队，不习惯于协同作战。
基于以上情况，麦考尔当时认为：“中途岛防御力量薄弱，依靠现有力量难以有效对付日军的进攻。惟一的办法，