Адмирал Спрюэнс решил на авианосце "Энтерпрайз" идти на сближение и сократить расстояние до противника минимум до 175 миль, которое соответствовало радиусу действия его торпедоносцев. Это оказалось весьма кстати, ибо на самом деле противник находился не там, где указывалось в донесении, а на 25 миль дальше. Наконец в 07.00, когда Спрюэнс убедился, что находится в 150 милях от противника, он счел возможным захватить японцев врасплох в момент заправки самолетов, только что вернувшихся после атаки Мидуэя, Следуя этому решению, он приказал поднять самолеты в воздух,
Готовясь к удару, американские авианосцы шли раздельно, каждый со своей группой кораблей прикрытия. Это было сделано для того, чтобы не повторить ошибки, допущенной в Коралловом море, когда "Лексингтон" и "Йорктаун" разделились уже во время атаки и тем самым нарушили ордер прикрывающих их кораблей. "Энтерпрайз" поднял в воздух 33 пикирующих бомбардировщика, 14 торпедоносцев и 10 истребителей. Группа самолетов с "Хорнета" включала 35 бомбардировщиков, 15 торпедоносцев и 10 истребителей. Чтобы не терять времени, Спрюэнс приказал бомбардировщикам следовать к цели, не дожидаясь, пока все торпедоносцы поднимутся в воздух. Бомбардировщики и торпедоносцы с авианосца "Хорнет", летевшие на различных высотах, также оказались разделенными. Таким образом, атакующие силы американцев вскоре после вылета - в 08.00 - оказались в четырех отдельных группах.
Авианосец "Йорктаун" тем временем закончил приемку своих разведчиков и в 06.30 повернул на юго-запад, чтобы последовать за "Энтерпрайзом" и "Хорнетом". Поскольку Флетчер ожидал встретить четыре или пять авианосцев противника, а полученное донесение говорило только о двух, он решил не поднимать самолеты с "Йорктауна" до тех пор, пока не будут обнаружены остальные японские авианосцы. Несколько позже, в 08.30, все еще не имея данных об остальных японских авианосцах, он все-таки решил выслать в атаку половину самолетов с "Йорктауна". В течение получаса Флетчер поднял с авианосца 17 пикирующих бомбардировщиков, 12 торпедоносцев и 6 истребителей. Одновременно Флетчер выслал разведку на север и на запад для поиска остальных авианосцев.
Действия адмирала Нагумо в это время отличались поразительной осторожностью. Согласно разведывательным данным серьезного противодействия со стороны американцев ожидать не следовало, но адмирал все-таки выслал против Мидуэя только половину своих самолетов, а остальные держал в готовности на взлетной палубе с подвешенными торпедами на случай, если появятся американские корабли. После того как его самолеты вылетели для атаки Мидуэя, он приказал крейсерам поднять семь самолетов для ведения разведки в восточном и южном направлениях. В течение получаса все эти самолеты были подняты в воздух.
В 07.00 командир возвращавшейся после атаки Мидуэя авиационной группы доложил адмиралу Нагумо, что по атоллу нужно нанести еще один удар. Атака торпедоносцев с Мидуэя, последовавшая как раз в этот момент, казалось, подтверждала эту точку зрения.
К этому времени самолеты-разведчики с крейсеров Нагумо удалились по меньшей мере на 200 миль от своих кораблей. Напряжение спало. Самолеты, атаковавшие Мидуэй, должны были вскоре вернуться, и авианосцы готовились принять их на палубу.
В этой обстановке в 07.15 адмирал Нагумо отдал роковой приказ: "Самолетам второго эшелона приготовиться к вылету. Вместо торпед подвесить бомбы". Ровно через 13 минут после отдачи этого приказа самолет-разведчик с крейсера "Тонэ" донес об обнаружении им 10 американских кораблей приблизительно в 200 милях к северо-востоку. Можно представить себе, насколько изменился бы исход сражения у Мидуэя, если бы самолет с крейсера "Тонэ" вылетел в разведку без опоздания и это донесение поступило бы на полчаса раньше, В 07.45 Нагумо отдал приказ своим авианосцам: "Приготовиться к атаке американских кораблей. Самолетам, не успевшим заменить торпеды, оставить их для атаки". В 08.20 разведчик с крейсера "Тонэ" донес, что среди американских кораблей находится один авианосец.
Адмирал Нагумо, безусловно, понимал, насколько важно первым нанести удар, хотя единственный американский авианосец не представлял большой опасности для его четырех авианосцев. Но он не имел возможности немедленно послать самолеты в атаку, так как они должны были пополнить запас горючего. Немалую роль сыграло и то, что с 07.05 до 08.30 его корабли подверглись налету американских самолетов с Мидуэя, которые мешали японским самолетам подняться в воздух. Другой помехой явились действия американской подводной лодки "Наутилус", которая перехватила донесение разведывательного самолета о японских авианосцах и тут же пошла на сближение с ними.