Японцы планировали начать операцию у Мидуэя воздушными атаками с авианосцев «Дзуньё» и «Рюдзё» по укреплениям Датч-Харбора на Алеутских островах. После этого 6 июня должна была последовать высадка на острова Адак и Кыска, а 12 июня – на Атту. Этой операцией японцы хотели отвлечь внимание американцев от Мидуэя. Штурм острова был намечен на 5 июня. В этот день удар наносили авианосные самолеты, которые должны были разрушить оборонительные сооружения. На следующий день японцы планировали занять крошечный островок Куре в 60 милях к северо-западу от Мидуэя и создать там базу гидросамолетов. Высадку десанта на Мидуэй с кораблей адмирала Кондо предполагалось провести утром 7 июня. Численность десанта составляла 5000 человек. Эти войска должны были захватить остров и удерживать его, если потребуется, в течение 3 месяцев без новых подкреплений.
Японцы полагали, что высадка на Мидуэй заставит американский Тихоокеанский флот покинуть свою базу в Пирл-Харборе. Адмирал Ямамото приказал 12 подводным лодкам выйти в гавайские воды еще до начала операции и развернуться между Оаху и Мидуэем. 6 подводных лодок, вышедшие вместе с Северным соединением, имели аналогичную задачу. Они должны были перекрыть пути подхода американцев к Алеутским островам. Эти подводные лодки и авианосные самолеты имели приказ атаковать любое американское соединение, которое окажется в радиусе их действия. После этого японские линкоры и крейсера должны были в артиллерийском бою добить уцелевшие корабли противника. Существовала возможность в случае необходимости объединить оба авианосных соединения – вице-адмирала Нагумо и контр-адмирала Какуты – чтобы они могли совместно атаковать Тихоокеанский флот.
Адмирал Ямамото знал, что Нимиц может выделить для защиты Мидуэя всего 2 или 3 авианосца, а именно: «Энтерпрайз», «Хорнет» и возможно какой-то третий, если окажется, что один из двух авианосцев, которые считались потопленными в Коралловом море, только поврежден. Третьим мог быть «Уосп». Японцы точно знали, что «Рейнджер» действует в Атлантическом океане. Адмирал Ямамото верил, что «Лексингтон» в январе 1942 года потоплен японской подводной лодкой у Гавайских островов, а «Саратога» потоплена в Коралловом море.
Однако адмирал Нимиц имел иное оружие, о котором Ямамото даже не подозревал. Снова американская службы радиоперехвата и дешифровки представила довольно точную картину японских намерений и планов. Нимиц поверил разведке, а не офицерам своего штаба, которые утверждали, что все это – японская инсценировка, которая прикрывает какую-то другую операцию. Чтобы встретить врага, нужны были корабли, а их Нимиц имел очень мало. После рейда Хэлси-Дулитла 18 апреля 1942 года авианосцы «Энтерпрайз» и «Хорнет» вернулись в Пирл-Харбор, заправились топливом и немедленно двинулись на юго-запад – в Коралловое море. Эти 2 авианосца в сопровождении 4 крейсеров и 7 эсминцев опоздали всего лишь на один день к бою в Коралловом море 8 мая. «Энтерпрайз» выгрузил истребительную эскадрилью морской пехоты, которую он доставил из Пирл-Харбора на Новую Каледонию, и занялся бесплодными поисками японских авианосцев в Коралловом море. 16 мая ему было приказано возвращаться в Пирл-Харбор. На следующий день был получен повторный приказ: «Возвращаться немедленно». 26 мая «Энтерпрайз» и «Хорнет» вошли в Жемчужную Гавань. Хотя «Хорнет» не имел боевого опыта, его присутствие было важным фактором. «Саратога» на Западном Побережье Соединенных Штатов уже завершила ремонт, но до 1 июня не могла выйти в море из-за нехватки кораблей эскорта. Однако существовала вероятность, что этот авианосец прибудет вовремя. «Рейнджер» и «Уосп» находились в Атлантике, однако «Уосп» уже получил приказ отправляться на Тихий океан и двинулся в путь. Впрочем, он не мог прибыть на Западное Побережье ранее середины июня.
19 мая Вашингтон запросил Лондон, не сможет ли один из 3 британских авианосцев в Индийском океане присоединиться к Тихоокеанскому флоту, либо провести воздушный налет на Рангун или Андаманские острова. До 22 мая Адмиралтейство даже не подозревало, что американцы имеют сведения о подготовке противника к захвату Мидуэя. Однако англичане все равно не могли оказать никакой помощи. Британский Восточный флот только что закончил Мадагаскарскую операцию, и 2 из 3 его авианосцев стояли на ремонте. После этого они должны были сразу отправляться на Средиземное море, чтобы в июне провести жизненно важный конвой на Мальту. Впрочем, было маловероятно, что британские авианосцы успеют появиться на Тихом океане вовремя, даже если немедленно выйдут со своих баз в Восточной Африке.