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中途島海戰是第二次世界大戰中太平洋戰爭的決定性戰役，也是最著名的航空母艦之間的交戰，它在根本上扭轉了自珍珠港事件之後盟軍節節敗退的局面，為下一步的反攻奠定了基礎。
1942年6月4日，擁有8艘航空母艦、11艘戰列艦、23艘巡洋艦的日本聯合艦隊，與僅有3艘航空母艦、8艘巡洋艦的美國太平洋艦隊，在太平洋中途島海域，展開戰鬥，企圖一舉摧毀美國在太平洋的軍事力量。
當時日本海軍佔有絕對優勢，有4艘航空母艦直接參加了戰鬥；而美國人只有3艘（其中一艘經過搶修帶傷參戰）。日本飛行員作戰經驗豐富，而美國飛行員缺乏經驗，常常在大海上找不到目標。日本的戰鬥機速度快、機動性好，而美國的轟炸機投下的魚雷，命中率太差。日本的指揮官是成功指揮奇襲珍珠港的那批指揮官，能力是不用說的。
航空母艦之間的戰鬥，偵察是很重要的。誰的偵察機先發現對方艦隊，就能先派出轟炸機轟炸對方艦隊，從而取得勝利。
1942年6月4日凌晨4：30分，日本航空母艦——「赤城」號、「加賀」號、「飛龍號」、「蒼龍」號派出第一波攻擊機群，攜帶高爆炸彈，去攻擊中途島；第一波攻擊機群起飛後，日本人立刻下令第二波攻擊機群裝上魚雷，在甲板上待命，並派出7架水上偵察機，搜索美國航空母艦，企圖用魚雷消滅美國航空母艦。
日本「筑摩號」的偵查機原本應該從美國第17特混艦隊上空飛過，發現美國艦隊。但是1架偵察機的發動機突然發生故障，中途返航，使得美國第17特混艦隊免遭被發現的厄運。
日本「利根」號重巡洋艦上的2架偵察機，又恰巧因為彈射器發生故障，起飛時間耽誤了半個小時，所以直到7：15分，仍未發現美國艦隊。
就這樣，日本的南雲中將認為既然周圍沒有美國航空母艦存在，就應該對中途島發動第二波轟炸，於是，在7：15分，下令「赤城」號和「加賀」號航空母艦甲板上已經裝好魚雷的飛機，卸下魚雷（魚雷是用於對艦船攻擊的），換裝高爆炸彈（高爆炸彈是用於對陸地攻擊的）。
等到日本「利根」號的那架晚起飛半小時的偵察機，完成了500公里的弧形搜索任務、準備返回時，突然發現美艦、報告「似乎隨有航空母艦」，這時已是大約8：20分了。
於是，南雲下令立即停止往飛機挂炸彈，改為挂裝魚雷，打算髮起對美國艦隊的魚雷攻擊。為了爭取時間，卸下的炸彈，都堆放在甲板上，整個是一片混亂。
8：30分，攻擊中途島的第一波日本機群，已返航飛抵日本艦隊的上空，需要立即在母艦上降落。等到日本人讓返航的機群降落完，已經是上午9：18分了，延誤了戰機。
9：25分至10時，從3艘美國航空母艦派出的41架魚雷攻擊機，先後抵達日本艦隊上空，向日艦投下魚雷，但無一命中。
美國飛行員實在太缺乏訓練了。於是，上天幫了美國人一把。上午10：24分，32架從「企業」號上起飛的美國「無畏」式俯衝轟炸機，飛臨日本艦隊上空。此時，日本航空母艦，正在掉頭轉向，準備讓艦上的飛機起飛，處於極易受攻擊的境地。美機恰恰在日本艦隊無法還手的最佳時機來到。
缺乏經驗、命中率太差的美國轟炸機的4顆炸彈終於命中了日本「加賀」號航母。「加賀」號這艘巨艦在幾分鐘內就被徹底摧毀了。
「加賀」號上的大火，把在「赤城」號上的日本人驚得呆若木雞，因而沒有注意到美國轟炸機也在向「赤城」號飛來。「赤城」號中彈後，甲板上飛機、炸彈、魚雷，接二連三連鎖爆炸。大火蔓延到胡亂堆放在甲板上的燃料和彈藥，再度引起大爆炸，把飛行甲板大塊大塊炸飛到空中。
「飛龍」和「蒼龍」號兩艘日本航空母艦，也遭到美機轟炸。在這場戰役中，日軍突擊艦隊的4艘航空母艦全部毀滅，而美國人僅損失1艘航母。
天意難違，老天要幫美軍，日軍就只能在魚雷換炸彈，炸彈換魚雷得混亂中，被命中率極差的美國飛機炸了。
中途島海戰還有一個有趣的巧合。1942年6月4日白天的戰鬥結束後，當晚，在後方坐鎮的、由山本指揮的日軍主力艦隊，仍擁有威力強大的多艘戰列艦和另外4艘航母（因未參加戰鬥倖存）。在黑夜裡，航空母艦的艦載機不能起飛，等於失去了戰鬥力，而配有猛烈炮火的戰列艦輕易就可將航空母艦擊沉。因此，擅長夜戰的日本人仍在當夜尋求戰機，企圖用戰列艦炮轟美航母，以期扳回一局，反敗為勝。
但是老天又幫了美國人一把。美國的航空母艦原本由哈爾西指揮，卻恰巧因為哈爾西生病，而任命了斯普魯恩斯代替哈爾西指揮。斯普魯恩斯性格謹慎，在1942年6月4日當夜下令美軍艦隊駛離日艦的作戰半徑，使日軍打夜戰的企圖落空了。如果哈爾西沒生病，如果由性格激進的哈爾西指揮，美軍會不會落入日軍圈套就很難說了。
美國人也覺得中途島海戰的勝利，靠的是運氣，其實天意如此。
