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但是，它們的犧牲並非徒勞無功。它們吸引了日本戰鬥機飛行員和高射炮手的注意力，使他們未能發現從“企業號”和“約克城號”飛來的54架SBD 無畏式俯衝轟炸機。轟炸機向“赤城號”、“加賀號”和“蒼龍號”俯衝。這些航空母艦的飛行甲板上都擠滿了待命起飛的飛機。克拉倫斯·E ·迪克森海軍上尉、一位俯衝轟炸機飛行員描述道：
當我按下機頭時，我在自己的前面找到了目標——航空母艦。我做了自己從未有過的最好俯衝……。我們以極好的間隔從各個方向沖向航空母艦的左舷。……我認得出那就是“加賀號”；它龐大、巍峨……。目標十分令人滿意……。我看到，在我瞄準的部位偏後一點的地方落下了一顆炸彈……我看到，飛行甲板被炸開，向外翻卷著，下面的機庫露出一大片……。那顆炸彈擊中爆炸後，我不覺又下扎了一瞬間……我看到，有一顆500 磅炸彈命中了“加賀號”艦橋的右邊。兩顆110 磅炸彈命中了停放著飛機的飛行甲板前段……。這時，我才想起來，我該離開這裡了……。
“加賀號”中了4 顆炸彈。大火燒著了被炸毀的加油管，引起停在這裡的飛機連續爆炸。熊熊翻騰的烈火吞沒了“加賀號”，艦員棄艦後，它在那天晚上沉沒了6月4日10點24分( 西經時間) ，9 架SBD 俯衝轟炸機攻擊了“加賀號”，各投了一顆炸彈。頭3 顆炸彈沒有命中，但接著的6 顆炸彈中有4 顆命中了飛行甲板的前段、中段和後段。“加賀號”於19點25分沉沒，死亡800 人。。“赤城號”中的一顆炸彈把飛行甲板炸開一個大洞，另一顆炸彈落在停放的飛機中間。“赤城號”成了一片火海，在南雲海軍中將的將旗轉移到一艘巡洋艦上不久，它被護航的驅逐艦擊沉“赤城號”幾乎與“加賀號”同時中彈，20分鐘後，南雲司令部開始向“長良號”輕巡洋艦轉移。“赤城號”的沉沒時間是6 月5 日4 點55分，死亡263 人。。“蒼龍號”中了3 顆1,000 磅炸彈，僅僅才20分鐘，整艘軍艦被烈火燒得失去了控制“蒼龍號”於10點25分遭到13架SBD 俯衝轟炸機攻擊，19點13分沉沒。死亡718 人。。
由於能見度差，SBD 無畏式俯衝轟炸機沒有發現第四艘日本航空母艦“飛龍號”。“飛龍號”派出兩波總共40架俯衝轟炸機、魚雷機和戰鬥機，攻擊了“約克城號”這天上午，由“飛龍號”航空母艦18架俯衝轟炸機和8 架零式戰鬥機組成的攻擊部隊攻擊了“約克城號”，日本人損失了13架俯衝轟炸機和3 架零式戰鬥機。下午2點42分，第二波(10 架魚雷機和6 架戰鬥機) 又一次攻擊了“約克城號”。這次攻擊，日本人損失了5 架魚雷機和3 架戰鬥機。。弗萊徹海軍少將望著飛近的日機說道：“好吧，我把鋼盔戴上。現在我是無能為力的了。”“約克城號”的空中巡邏戰鬥機擊落了大批第一波日機，但航空母艦也中了3 顆炸彈，幾處引起大火。損管隊成功地使“約克城號”恢復了速度，但在許多野貓式護航戰鬥機加油的時候，它遭到了日本魚雷機的攻擊，中了兩條魚雷。“約克城號”嚴重傾斜，喪失了動力，艦員最後棄艦，但沒有把它沉掉，而是拖走了。
然而，從“企業號”起飛的俯衝轟炸機已經為“約克城號”遭到攻擊報了仇。它們找到了沒有防衛能力的“飛龍號”( 它的戰鬥機幾乎在戰鬥中損失貽盡) 。“飛龍號”遭到猛烈攻擊，受傷很重，以至被迫自沉17點3 分，13架俯衝轟炸機攻擊了“飛龍號”，投中4 顆炸彈。第二天清晨5 點10分，由兩艘日本驅逐艦用魚雷把它擊沉，但一直到8 點20分左右才最後沉投。艦員有416 人喪生。。這樣，才幾個小時，日本人全部損失了他們的4 艘航空母艦，以及那些第一流的機組人員和大約250 架飛機這次日本人共損失飛機332 架。。一位目擊者說，當消息傳到“大和號”艦橋上的山本海軍大將時，“參謀們緊閉嘴唇，誠惶誠恐地張望著。”面對美國人仍有兩艘航空母艦作戰而自己一艘也沒有的嚴重事態，山本下達了撤退命令。美國人沒有追擊，由於不願冒打一場夜戰的風險來對付未受損傷的日本戰列艦的大炮，斯普魯恩斯海軍少將決定撤離戰場。
兩天後(6月6 日) ，緊緊追隨撤退日艦的美國飛機逮住了巡洋艦“最上號”和“三隈號”。“三隈號”被擊沉，“最上號”受傷，失去了戰鬥力，可是後來竟返回了特魯克的日軍基地。在那天上午，一艘日本潛艇狙擊了“約克城號”和守護在旁的一艘驅逐艦。第二天早晨，當“約克城號”在波濤中消失的時候，護航艦隻降下了海軍旗，全體艦員立正列隊，向這艘航空母艦致以最後的敬意。中途島海戰到此結束了。
中途島海戰證明了航空母艦在現代海戰中的重要作用。斯普魯恩斯和弗萊徹只出擊了一次，就摧毀了日本艦隊( 這支艦隊的炮火威力比美國艦隊強大得多) 的進攻能力，使帝國海軍遭到了1592年1592年，日本太政大臣豐臣秀吉率領部隊入侵朝鮮，被朝鮮名將李舜臣打敗。以來第一次決定性失敗。日本人的征服高潮在珊瑚海和中太平洋都受到了遏制，他們開始面臨一場山本曾經警告過的長期戰爭，而美國海軍轉入進攻的時機已經來臨。
當我按下機頭時，我在自己的前面找到了目標——航空母艦。我做了自己從未有過的最好俯衝……。我們以極好的間隔從各個方向沖向航空母艦的左舷。……我認得出那就是“加賀號”；它龐大、巍峨……。目標十分令人滿意……。我看到，在我瞄準的部位偏後一點的地方落下了一顆炸彈……我看到，飛行甲板被炸開，向外翻卷著，下面的機庫露出一大片……。那顆炸彈擊中爆炸後，我不覺又下扎了一瞬間……我看到，有一顆500 磅炸彈命中了“加賀號”艦橋的右邊。兩顆110 磅炸彈命中了停放著飛機的飛行甲板前段……。這時，我才想起來，我該離開這裡了……。
“加賀號”中了4 顆炸彈。大火燒著了被炸毀的加油管，引起停在這裡的飛機連續爆炸。熊熊翻騰的烈火吞沒了“加賀號”，艦員棄艦後，它在那天晚上沉沒了6月4日10點24分( 西經時間) ，9 架SBD 俯衝轟炸機攻擊了“加賀號”，各投了一顆炸彈。頭3 顆炸彈沒有命中，但接著的6 顆炸彈中有4 顆命中了飛行甲板的前段、中段和後段。“加賀號”於19點25分沉沒，死亡800 人。。“赤城號”中的一顆炸彈把飛行甲板炸開一個大洞，另一顆炸彈落在停放的飛機中間。“赤城號”成了一片火海，在南雲海軍中將的將旗轉移到一艘巡洋艦上不久，它被護航的驅逐艦擊沉“赤城號”幾乎與“加賀號”同時中彈，20分鐘後，南雲司令部開始向“長良號”輕巡洋艦轉移。“赤城號”的沉沒時間是6 月5 日4 點55分，死亡263 人。。“蒼龍號”中了3 顆1,000 磅炸彈，僅僅才20分鐘，整艘軍艦被烈火燒得失去了控制“蒼龍號”於10點25分遭到13架SBD 俯衝轟炸機攻擊，19點13分沉沒。死亡718 人。。
由於能見度差，SBD 無畏式俯衝轟炸機沒有發現第四艘日本航空母艦“飛龍號”。“飛龍號”派出兩波總共40架俯衝轟炸機、魚雷機和戰鬥機，攻擊了“約克城號”這天上午，由“飛龍號”航空母艦18架俯衝轟炸機和8 架零式戰鬥機組成的攻擊部隊攻擊了“約克城號”，日本人損失了13架俯衝轟炸機和3 架零式戰鬥機。下午2點42分，第二波(10 架魚雷機和6 架戰鬥機) 又一次攻擊了“約克城號”。這次攻擊，日本人損失了5 架魚雷機和3 架戰鬥機。。弗萊徹海軍少將望著飛近的日機說道：“好吧，我把鋼盔戴上。現在我是無能為力的了。”“約克城號”的空中巡邏戰鬥機擊落了大批第一波日機，但航空母艦也中了3 顆炸彈，幾處引起大火。損管隊成功地使“約克城號”恢復了速度，但在許多野貓式護航戰鬥機加油的時候，它遭到了日本魚雷機的攻擊，中了兩條魚雷。“約克城號”嚴重傾斜，喪失了動力，艦員最後棄艦，但沒有把它沉掉，而是拖走了。
然而，從“企業號”起飛的俯衝轟炸機已經為“約克城號”遭到攻擊報了仇。它們找到了沒有防衛能力的“飛龍號”( 它的戰鬥機幾乎在戰鬥中損失貽盡) 。“飛龍號”遭到猛烈攻擊，受傷很重，以至被迫自沉17點3 分，13架俯衝轟炸機攻擊了“飛龍號”，投中4 顆炸彈。第二天清晨5 點10分，由兩艘日本驅逐艦用魚雷把它擊沉，但一直到8 點20分左右才最後沉投。艦員有416 人喪生。。這樣，才幾個小時，日本人全部損失了他們的4 艘航空母艦，以及那些第一流的機組人員和大約250 架飛機這次日本人共損失飛機332 架。。一位目擊者說，當消息傳到“大和號”艦橋上的山本海軍大將時，“參謀們緊閉嘴唇，誠惶誠恐地張望著。”面對美國人仍有兩艘航空母艦作戰而自己一艘也沒有的嚴重事態，山本下達了撤退命令。美國人沒有追擊，由於不願冒打一場夜戰的風險來對付未受損傷的日本戰列艦的大炮，斯普魯恩斯海軍少將決定撤離戰場。
兩天後(6月6 日) ，緊緊追隨撤退日艦的美國飛機逮住了巡洋艦“最上號”和“三隈號”。“三隈號”被擊沉，“最上號”受傷，失去了戰鬥力，可是後來竟返回了特魯克的日軍基地。在那天上午，一艘日本潛艇狙擊了“約克城號”和守護在旁的一艘驅逐艦。第二天早晨，當“約克城號”在波濤中消失的時候，護航艦隻降下了海軍旗，全體艦員立正列隊，向這艘航空母艦致以最後的敬意。中途島海戰到此結束了。
中途島海戰證明了航空母艦在現代海戰中的重要作用。斯普魯恩斯和弗萊徹只出擊了一次，就摧毀了日本艦隊( 這支艦隊的炮火威力比美國艦隊強大得多) 的進攻能力，使帝國海軍遭到了1592年1592年，日本太政大臣豐臣秀吉率領部隊入侵朝鮮，被朝鮮名將李舜臣打敗。以來第一次決定性失敗。日本人的征服高潮在珊瑚海和中太平洋都受到了遏制，他們開始面臨一場山本曾經警告過的長期戰爭，而美國海軍轉入進攻的時機已經來臨。