Незадолго до этого Ямамото, ранее полагавший, что у американцев лишь один авианосец, узнал, что их все-таки три и что один из них выведен из строя самолетами с «Хирю». Тогда Ямамото срочно вызвал к Мидуэю 2-е оперативное соединение адмирала Какута от Алеутских островов, имевшее 2 авианосца. Однако вскоре японский командующий получил донесение, что «Хирю» горит, и понял, что проиграл сражение. Но он считал, что не все потеряно, и готовился атаковать Мидуэй. Вечером Ямамото отправил своим подчиненным бодрую телеграмму: «Флот противника фактически разбит и уходит на восток. Объединенный японский флот готовится преследовать остатки американского флота и захватить Мидуэй… Оперативное соединение вместе с силами 2-го флота и подводными лодками скоро обнаружит и атакует противника». Эта телеграмма была отправлена в 19.15 4 июня, а 10 минут спустя затонул «Кага». Остальные три авианосца Ямамото ушли под воду на следующий день.
Принявший командование над силами в районе Мидуэя адмирал Спрюэнс уклонился от сражения с более мощными линкорами противника и отошел на восток, не удаляясь, однако, слишком далеко от Мидуэя. 5 июня американская подводная лодка «Тамбор» обнаружила 4 японских крейсера. Свершая противолодочный маневр, крейсера «Могами» и «Микума» столкнулись друг с другом и получили серьезные повреждения. Поврежденные корабли были атакованы 12 пикирующими бомбардировщиками. Сбитый самолет был направлен его пилотом капитаном 1-го ранга Флемингом на «Микуму», и крейсер получил новые повреждения. Убедившись, что перед ним нет японского флота и что все четыре неприятельских авианосца погибли, Спрюэнс вечером 5-го пошел обратно к Мидуэю. 6 июня американские самолеты атаковали поврежденные крейсера и сопровождавшие их эсминцы. «Микума» затонул вместе с 1000 человек экипажа, а сильно поврежденный «Могами» смог добраться до острова Трук, где ему пришлось ремонтироваться больше года.
Разгром японского флота был полный. Кроме четырех авианосцев и тяжелого крейсера, японцы потеряли 322 самолета и 3,5 тысячи погибшими и пленными, включая несколько сот своих лучших летчиков. Американцы лишились авианосца, эсминца и 150 самолетов. У них погибло лишь 307 человек. Теперь господство на Тихом океане перешло к американскому флоту. Американцы начали постепенно вытеснять японцев с захваченных ранее позиций.
На советско-германском фронте в январе 1942 года Красная армия перешла во всеобщее наступление, но, понеся большие потери, добилась лишь местных успехов. К апрелю наибольшие потери понесли войска на западном направлении. Здесь лесисто-болотистая местность затрудняла применение танков. Сталин по совету начальника Генштаба Шапошникова и главнокомандующего юго-западным направлением Тимошенко решил перенести главный удар на Украину. Здесь советские войска захватили плацдарм в районе Барвенково, откуда можно было попытаться обойти и окружить харьковскую группировку противника. Наступление на Харьков планировалось как начало операции по полному изгнанию немцев с Украины. После освобождения города войска Юго-Западного фронта должны были выйти к Днепру. Одновременно армии Крымского фронта должны были вырваться с Керченского полуострова, деблокировать Севастополь, освободить Крым и ударить в тыл обороняющихся на Украине немецких войск. Однако 8 мая Манштейн, упредив изготовившегося к наступлению противника, атаковал первым. Войска генерала Козлова были захвачены врасплох. Построенная в один эшелон оборона не выдержала удара танков, поддержанных пикировщиками. Армии Крымского фронта были сброшены в море, только пленными потеряв 150 тысяч человек и лишившись всей боевой техники. Немногим удалось добраться на судах и подручных средствах до Тамани.
Наступление советских войск с Барвенковского выступа и из района Волчанска началось 12 мая и в первые дни развивалось успешно. 6-я немецкая армия Паулюса, усиленная румынскими и венгерскими войсками, пятилась к Харькову. Тем временем 1-я танковая армия Клейста из района Славянска 17 мая нанесла удар под основание барвенковского выступа, смяла 9-ю армию Южного фронта и, во взаимодействии с войсками Паулюса, окружила ударную группировку Юго-Западного фронта. Было пленено 240 тысяч красноармейцев и захвачено 2026 танков и 1249 танков. Эта победа облегчила выполнение решения о новом генеральном наступлении вермахта на южном крыле Восточного фронта, в принципе принятого Гитлером еще в конце 1941 года.
Это наступление началось 28 июня 1942 года и имело своей целью захват Кавказа с его нефтяными источниками, а также Нижнего Поволжья от Сталинграда до Астрахани. В Крыму 11-я армия пошла на штурм Севастополя, который пал 2 июля. Морем удалось эвакуировать только высший командный состав Отдельной Приморской армии и Черноморского флота. 100 тысяч защитников Севастополя попали в плен.