Nagumo, chiến hạm tư lệnh Yamamoto bắt được tín hiệu của Nagumo,
trong khi hạm đội Mỹ ở gần mà không biết gì.
Cũng ngày hôm đó, lực lượng của các đô đốc Fletcher và Spruance tới phía
đông bắc của Midway. Lợi điểm của Fletcher là biết được địch quân đang ở
trong vùng, trong khi Nagumo vẫn không biết được sự hiện diện của hạm
đội địch. Fletcher và Spruance quyết định hoạt động độc lập với nhau, và
cả hai hạm đội tiến tới một vị trí cách Midway 200 dặm. Fletcher nghĩ rằng
hạm đội Nhật sẽ tới Midway từ phía tây hoặc tây bắc, và như vậy các hạm
đội Mỹ bố trí tại một nơi lý tưởng nhất để chờ hạm đội địch.
Khoảng 6 giờ sáng ngày 3-6, phi cơ tuần tiễu của Mỹ trông thấy lực lượng
đổ bộ của Tanaka tại một địa điểm 600 dặm về phía nam Midway và đang
tiến từ từ về phía đông. Tanaka lập tức báo cho Yamamoto biết đã bị địch
quân phát hiện. Tuy nhiên Yamamoto không báo cho Nagumo biết tin của
Tanaka, vì tưởng rằng Nagumo cũng đã nhận được tin đó rồi. Nhưng
Nagumo vẫn không biết gì, và đang tiến quân như một người mù lâm trận
mà không biết rằng hạm đội Mỹ đang chờ đợi mình.
Vì đã bị bại lộ nên đô đốc Tanaka biết rằng sớm muộn cũng sẽ trở thành
mục tiêu của không quân Mỹ. Ngay chiều tối hôm đó, một đoàn B-17 của
không lực Mỹ tiến tới, nhưng Tanaka đã khéo léo điều động các chiến hạm
tránh thoát được các đợt oanh tạc của đoàn B-17. Tanaka biết rằng không
lực Mỹ sẽ trở lại tấn công lực lượng đổ bộ của mình bằng mọi giá. Từ trước
Tanaka vẫn phản đối chiến dịch Midway. Ðêm đó Tanaka càng bi quan hơn,
và trải qua một đêm trằn trọc lo lắng trên chiến hạm Jintsu.
Hai hạm đội đối địch nhau đang lần mò tìm nhau mà không biết được vị trí
đích xác của nhau. Nagumo có vẻ lạc quan vì không biết những gì đang xảy
ra chung quanh. Nagumo tưởng hạm đội Mỹ vẫn còn ở Hawaii. Ðô đốc
Fletcher của Mỹ thì biết chắc rằng hạm đội Nhật đang tiến lại gần, và biết
rõ chiến trường và số chiến hạm của địch, nhờ những tin tình báo chính xác