就在南云的突击舰队向中途岛发动第一波空袭的同时，美国方面也在积极准备发动队日本入侵舰队的反击。

　　6月4日黎明，日出前半小时。美国海军第17特混编队指挥官弗莱彻少将，从“约克城”号航空母舰上派出了10架侦察机去搜寻敌人的舰队。不过首先发现日本航空母舰的，还是从中途岛起飞的“卡特莱纳”式水上侦察机。

　　清晨5：25分，霍华德·艾迪上尉驾驶一架从中途岛起飞的“卡特莱纳”水上侦察机，在靠近南云突击舰队航行的海域，恰巧钻出了云层。当他发现那一大批灰色的舰只时，着实吓了一跳。“发现敌人的航空母舰”艾迪用无线电向基地报告。

　　弗莱彻少将接到敌人舰队的确切情报后，却不能从他所乘坐的“约克城”号航空母舰上派出舰载机首先出击。因为他所派出的10架侦察机的燃油快用完了，需要把飞行甲板空出来，先让侦察机降落。

　　清晨6：07分，弗莱彻少将向“企业”号航空母舰上的斯普鲁恩斯少将发去电报，命令第16特混编队首先向敌舰队发起空袭，第17特混编队随后跟上。

　　斯普鲁恩斯少将本来计划再航行3小时，也就是当天上午9时，再出动舰载机进行攻击。因为到那时，他同日本舰队之间的距离，将缩短到160公里以内。这对于航程有限的舰载攻击机和战斗机，作战比较有利。

　　不过他的参谋人员提出了不同意见。特混编队参谋长米切尔·布朗宁上校认为，如果把出击时间定在上午7时而不是9时，那么就能使出击的飞机在日军航空母舰最脆弱的时刻，也就是在他们空袭中途岛的飞机返回母舰降落的时刻，正好抵达敌舰上空发动攻击。

　　这是一个大胆冒险的主意。因为飞行距离比原计划远了，危险也增大了。他的攻击机和护航的战斗机都可能由于油料耗尽而无法返航。要是在平时，斯普鲁恩斯是不会冒这个险的。而这一次，由于有可能给日本舰队来个突然袭击，他也就把危险置之度外了。

　　经过深思熟虑，他作出的关系此次战役胜败的第一个重要决定，是采纳布朗宁上校的意见，把出击时间提前到上午7时；第二个同样重要的决定，是命令两艘航空母舰上的大部分飞机出动参加袭击，把宝一次全部都押上。

　　当时，第16特混编队所辖的两艘航空母舰，拥有飞机数量分别是：“企业”号79架，“大黄蜂”号79架。

　　上午7：02分，14架“毁灭者”式鱼雷攻击机，32架“无畏”式俯冲轰炸机在10架“野猫”式战斗机护航下，从“企业”号航空母舰上起飞；15架“毁灭者”、35架“无畏”在10架“野猫”护航下从“大黄蜂”号航空母舰上起飞。这样，总共29架鱼雷攻击机，67架俯冲轰炸机，在20架战斗机的护航下，离开航空母舰，远程奔袭敌人舰队。他们的油料只够勉强返航，但是飞行勇士们义无反顾，杀奔战场。斯普鲁恩斯少将只留下8架“无畏”式俯冲轰炸机和36架“野猫”式战斗机来保卫自己编队的安全。

　　弗莱彻少将率领的第17特混编队跟在斯普鲁恩斯后边大约15海里。他过了一个半小时才命令飞机起飞。他的“约克城”号航空母舰载机95架。等到12架“毁灭者”式鱼雷攻击机和17架“无畏”式俯冲轰炸机在6架“野猫”式战斗机的护航下飞离“约克城”的甲板，已经是上午9点06分了。