Вскоре такое решение окончательно было принято. Закипела работа по перевооружению самолетов. Однако, когда поставленная задача была почти завершена, злополучный гидросамолет № 4 в 7.28 неожиданно сообщил потрясающую весть: «Вижу десять кораблей, очевидно, противника». Ситуация коренным образом менялась, необходимо было самым срочным образом нанести удар по обнаруженным кораблям американцев. Вместе с тем торпедоносцы японцев стояли на полетных палубах авианосцев без торпед, только что перевооруженные бомбами для поражения наземных целей.
Окончательное решение вопроса о необходимости обратного перевооружения зависел теперь от наличия в американской эскадре авианосцев. Пока уточняли состав американской эскадры, в 7.50 звено воздушного прикрытия японцев внезапно доложило, что самолеты противника идут на авианосцы.
К счастью японцев, первые атаки отдельных групп американских самолетов не были скоординированными. В ходе подлета к цели торпедоносцы и истребители эскорта потеряли друг друга, что позволило японцам сравнительно легко расправиться с ними. Почти все они были уничтожены. Ни одна из американских торпед не попала в цель, только двум самолетам удалось вернуться на авианосцы.
Теперь японцам окончательно стало ясно, что американские авианосцы находятся в непосредственной близости. Началась обратная процедура перевооружения, для чего японские самолеты были спущены на ангарные палубы, на них подвешивались торпеды, а снимаемые авиабомбы из-за спешки складывались тут же. Одновременно японцам необходимо было принять самолеты, принимавшие участие в первом ударе по Мидуэю. Поскольку они к этому времени уже выработали топливо и с остановившимися моторами могли упасть в море. Принятые на борт авианосцев самолеты в высоком темпе заправляли горючим и перевооружали.
Японцы, пренебрегая правилами пожарной безопасности, готовились срочно нанести последний удар по американскому флоту, который, как они были уверены, окончательно приведет их к победе над Соединенными Штатами. Однако время, необходимое для взлета самолетов, исчисляемое минутами, было безвозвратно упущено.
Как раз в этот момент над японскими авианосцами, не встречая сопротивления истребителей прикрытия, появились пикирующие бомбардировщики с «Энтерпрайза» и «Йорктауна». Большая часть японских истребителей, отражая атаки торпедоносцев, оказались на малой высоте. При превосходной видимости американские бомбардировщики с высоты 5000 м почти вертикально камнем падали на японские авианосцы, чтобы сбросить бомбы с максимальной точностью с высоты 750 метров и только затем выйти из атаки. Ураганный зенитный огонь по падающим с огромной скоростью пикирующим американским бомбардировщикам был малоэффективным.