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按照原定计划,日本航空母舰的舰载机，只要对中途岛进行一个波次的攻击便能有效摧毁该岛上的设施。所以停在航空母舰甲板上的第二波次战机，装备的是鱼雷和轰炸军舰用的重磅炸弹。但如今却需要对中途岛进行第二波次的攻击，这时就需要将飞机上的鱼雷和重磅炸弹全部卸下来，换成对地用的高爆炸弹，拆下鱼雷换炸弹的时间，至少需要1个小时才能完成。
接到永丈市大尉的电报后，南云司令部的参谋们展开了激烈的争论。有人主张应维持现状，防备随时可能出现的美国特混舰队；但也有人认为，反正现在潜艇和搜索的飞机都还没有发回美国舰队的报告，证明美国舰队还没赶来，应趁此机会彻底摧毁中途岛的抵抗力量，以便登陆部队顺利登陆。
还没等到南云忠一作出决定，从中途岛起飞的美军路基飞机，在没有战斗机护航的情况下，分成四批对南云的第一航空战队发搏命式袭击。第一大队是有菲柏林上尉指挥的6架复仇者式鱼雷机，斯威尼少校指挥15架陆军B－17空中堡垒式重型轰炸机作为第二大队，第三大队是4架陆军B－26掠夺者式轰炸机，每架飞机携带一枚鱼雷，由何林斯上尉指挥，亨德森少校指挥第四大队16架无畏式俯冲轰炸机。
与此同时，企业号航母上斯普鲁恩斯站在甲板上对着正准备登上无畏式俯冲轰炸机的叶雄说：“你又不是轰炸机驾驶员，为什么一定要去？”
叶雄笑了笑：“没什么，就是想打日本人，这个理由可以吧。”，就在地勤人员的帮助下发动了轰炸机的引擎。随后，由战斗机、鱼雷机、俯冲轰炸机所组成的117架战机，从斯普鲁恩斯少将所率领的第16特混编队大黄蜂号及企业号升空，奔向200海里外的南云舰队。
这个时候，从中途岛起飞的6架美军复仇者式鱼雷轰炸机和4架掠夺者式轻型轰炸机出现在南云舰队的上空。他们既没有战斗机护航，也不打算跟日本战斗机纠缠，更是不顾日本舰队发射的高射火炮，径直扑向日本赤城号航空母舰。当4架B－26轰炸机出现在赤城号右船舷准备投掷鱼雷时，日本在空中警戒的10几架零式战斗机一拥而上，在日舰猛烈的防控火力配合下，B26很快就被击落了3架。剩下的1架飞机匆匆投下鱼雷，转身便逃。
还没等到日本人欢呼，赤城号的左船舷上又出现了6架美军复仇者式鱼雷机。鱼雷机下降到60米的高度，对日舰发起了美国历史军事学家称赞的“最勇敢的攻击”。航行在赤城号周围的战列舰和重巡洋舰上的防空火炮如雨点般的打在鱼雷机的附近，这时3架零式战斗机及时从右船舷处赶了回来，瞬间，3架美军飞机中弹起火，栽入大海。另外3架鱼雷机则投下鱼雷，迅速撤离战场。其中1架飞机从赤城号上空掠过，中弹后拖着火焰，栽入大海中。3条鱼雷破开浪花，冲着赤城号的左舷驶来，赤城号紧急规避，幸运的躲过一劫。
为此，舰上的每一个人的深深的松了一口气。但是这次袭击并不是没有意义的自杀式袭击，这次进攻，让南云忠一深深的感受到来自中途岛陆基飞机的威胁，并且因为开战到现在，一直没有美军航母舰队的消息。为了确保舰队的安全，必须先不惜一切代价把中途岛上的轰炸机全部摧毁。由此下令：“已做好攻击敌方舰队准备的第二波飞机，立即更换对地炸弹，准备再次空袭中途岛。”这样一来甲板上已经挂上鱼雷的日本轰炸机不得不返回机库更换对地轰炸用的高爆炸弹。
15分钟后，南云却接到利根号推迟半小时起飞的一架侦察机发来的报告：“距中途岛约240海里的海面发现10艘美国军舰”这一报告立即又使南云忠一推到了两难的地步。为了稳妥起见，南云做出了暂停更换但要的决定。主要是因为侦察报告中并未告知敌方舰队的种类，无法确定美军航母是否在其中，暴跳如雷的南云及其参谋，严令侦察机查清美方舰队是否有航空母舰。正是由于这个延误，令日本飞机耽误了更换弹药的时机。
就在南云等待侦察机的侦察结果时，尖利的空袭警报的声音再次响彻整个舰队。由斯威尼少校指挥15架B－17空中堡垒式重型轰炸机，银光闪闪的由东南方飞来，B－17每架飞机上载弹量4吨，在6000米的高空从容投弹，又在轰隆隆的响声中从容返航，结果，双方都没有什么损失。
尔后，亨德森少校指挥的第四大队16架无畏式俯冲轰炸机登场了。然而此时南云舰队上的第二波攻击上的36架零式战斗机已经全部升空，配合原先已经升空的18架战斗机，可以说整个南云舰队被零式战斗机保护得密不透风。此时，亨德森少校绝对没想到这是他人生的最后时刻，更没有想到后来的人们尊称他为空战英雄。当时他仅知道他时间手下的16架飞机中有10架飞机不会俯冲轰炸，遂决定采用下滑轰炸法攻击日本舰队。正当他一路示范滑行时，被日本舰队上的防空火炮击中坠海。格丽登上尉迅速接管了指挥，尽管美军飞机一架接着一架被日军的炮火击中，瞬间就有8架坠毁，但剩下的飞机还是勇敢的飞到敌舰上方150米处投弹。
这时，日军飞龙号航母发疯似的紧急规避，但仍然被浓厚的弹幕所笼罩，就在周围的所有人员都觉得飞龙号大事不妙的时候，飞龙号航母却安然无恙的出现在日军的眼前。击退美军鱼雷机后，南云忠一终于接到了侦察机传来的报告：美军舰队里确实有航母的存在。