在企业号上，斯普鲁恩斯和参谋们研究了约克城号遭袭意味着什么，并商量了对策。布朗宁的结论很清楚也十分正确：攻击约克城号的飞机是从麦克拉斯基的飞行员报告所说的那艘未遭创的日航空母舰上起飞的。这位性情急躁的参谋长主张立即采取报复行动。斯普鲁恩斯则不想仓促上阵，贸然行动。第一，他的轰炸机尚未作好起飞准备。其次，他在等待着正在接近预定地点的侦察机报告敌航空母舰的确切位置。美国人没能发现敌人，却已消耗了足以投入一次作战的兵力。 【注：指挥问题研究，第三百零一｜三百零二页。 】
斯普鲁恩斯如此小心谨慎，定会被山口嗤笑的，但他这次又作出了一项正确的决定。山口兵力的阵容是：以长良号为先导，飞龙号居于战舰、巡洋舰和驱逐舰所组成的防御圈之中心。十三时二十分前，飞龙号及其护航舰只一路向北航行。接着，山口派出攻击约克城号的第二波飞机，然后改变航向，朝东北航行。 【注：《联合舰队》第八十八页。 】如果美国人这时发动进攻，很可能就根本发现不了这艘日航空母舰，也无法搭救约克城号。
在飞龙号舰桥上，山口和加来给即将率第二波攻击飞机的友永、桥本和森茂海军大尉作最后指示：不要再攻击那艘被小林机群击中起火的航空母舰了，攻击另外几艘航空母舰。要是在那片海域没发现其它航空母舰，那就再攻击那艘航空母舰。山口司令官和三位领队握手。事隔多年，桥本仍记得山口那宽大柔软的手与他相握时的情景。 【注：桥本的陈述。 】
接着，山口和加来到飞行甲板上，亲自为参加第二波攻击的人送行。山口与飞行员们一一握手说：望勇敢战斗。说来也怪，想揣摩舰长心思的桥口得到的印象居然和早先久马得到的几乎一点不差：我不会只让你们去牺牲的，你们先去，我马上就来。 【注：桥口的陈述。 】
他们临起飞之前，飞行长的传令兵亮出一块标明敌舰队最新位置的小黑板。桥本把这个位置标在自己的航图上。他突然想起，应该问问友永是否了解这个情况，但由于忙着起飞，一时无暇顾及问他。 【注：桥本的陈述。 】
据桥口说，参加攻击的飞行员们都知道，此行大概是有去无回的，但他们爬进机舱时却个个面带笑容。眼下随友永出征的飞机与那天早上壮观的攻击机群相比显得何等寒碜！十架鱼雷机分二组，分别由友永和桥本率领。由森茂率领随轰炸机出发的六架战斗机中，四架原是飞龙号上的，二架来自起火燃烧的加贺号。 【注：日本的叙述，第八页：桥口的陈述。 】
友永的轰炸机上被打漏的油箱也没有来得及修补。他只带了一半油料，不大可能再飞回航空母舰了。但他坚持要率机出击，拒绝别人关于要和他换飞机的建议。他这个人性情孤僻，从不向人吐露思想感情。桥口对他不仅佩服之至，而且了解颇深。他的印象是，友永感到自己建议再度袭击中途岛，结果间接地造成了灾难性后果，自己要负责任。桥口对友永飞机上的其他人产生了怜悯之情。这些人并无内疚之感，但却要和友永一道去死。桥口说：当时飞龙号全体舰员，包括飞行员，都决心效忠天皇和帝国，因此我们对这一点考虑得不多。把生死置之度外的不仅是飞行员，实际上是舰上所有的人。他还说：我们决心击沉一艘敌舰，即使去撞也要把它撞沉。 【注：桥口的陈述。 】
桥口对友永的动机也许估计得太浪漫了，因为桥本并无此种印象。他认为，友永的决定是出于以下几个实际因素：只剩下飞龙号尚能作战，现有的飞机数量很少，哪怕只减少一架飞机，都会严重影响预期的攻击结果，据报告说敌人在大约一百海里之外，即使飞机有伤，他也能飞回来，实际上友永就是这样对桥本说的。当桥本要把自己的飞机让给友永飞时，友永谢绝说，敌人离得很近，我攻击之后是可以返航的。 【注：桥本的陈述。 】
从山口给几个领队飞行员的指示来看，只要可以攻击其它航空母舰，他是不想再攻击已经遭袭的那艘航空母舰的，尽管各侦察机的报告纷至沓来，互相矛盾，山口显然已经把宝押在自己的飞机所报告的情况上了，飞龙号的轰炸机先前报告说有三艘航空母舰和二十二艘驱逐舰。山口收到这份报告，有足够的时间向友永的部队作简单介绍。事实上，他于十四时通报南云说：据我舰载轰炸机报告，在自北向南长约十海里的一线上有三艘敌航空母舰。 【注：日本的叙述，第二十五页】
虽然可供选择的攻击目标是三艘航空母舰，可友永的机群却径直向约克城号发起了攻击。桥本发现友永正朝敌舰队原来的位置飞去，知道友永没看到关于敌舰队的最新位置的报告。他想靠近友永的飞机，把情况告诉他，但没有办到，就只好作罢。好在两次报告中有关敌舰队的位置相去不远，只要方向不错，他们或许还能发现目标【注：桥本的陈述。 】
约克城号的雷达发现三十三海里之外的这批日机。该舰立即停止给战斗机加油，再次排干加油系统，用二氧化碳气将它封住，同时派出ＶＦ｜３的六架战斗机，迎着敌机飞去，进行战斗巡逻。舰上的十架战斗机中，有八架的油箱里有二十三加仑油料，用以局部作战绰绰有余。这八架飞机也被派去助战。另外，第十六特混舰队也派出一些战斗机。
野猫式机在飞出将近十五海里后截住了日机，随之发生的空战实际上是中午那场格斗的重演。六架零式机中，有三架被数量上占优势的Ｆ４Ｆ｜４机击落。 【注：约克城号报告。 】二十二岁的海军少尉米尔顿·图托尔第四击落了一架鱼雷机。图托尔是密苏里州圣约瑟夫一位银行行长的儿子。他上约克城号才五天。经上午的战斗后，他的野猫式机还没加油，这次又跳进了座舱，偷偷地去参战了。刚飞离飞行甲板，他就扑向一架鱼雷机的尾部。他咬住敌机，在离航空母舰一千码处向敌机猛烈开火。敌机还没来得及投下鱼雷就被击落了。当图托尔把机头向上拉时，却被己方炮火击中。幸亏他没有受伤，而且落在离护航舰艇很近的地方，很快就被安德森号驱逐舰救起。 【注：一九六六年十一月九日米尔顿·图托尔第四给巴德的信；一九四二年六月十三日《檀香山广告报》；一九四二年六月五日安德森号舰长致太平洋舰队司令的信。内容：据美海军规章第七百一十二条所作的有关六月四日在中途岛附近与日舰载机作战的报告。以下称安德森号报告。 】
高炮击落图托尔似乎轻而易举，但对付低飞的日机却困难得多。重巡洋舰采用了波科·史密斯发明的新办法：用主炮对着鱼雷机前方海面射击，掀起一串串倒挂瀑布。 【注：《珊瑚海海战、中途岛海战及潜艇作战》，第一百三十五页。 】由于野猫式机的拦截和这些倒挂瀑布的阻挡，进入目标空域的鱼雷机只有五架。十四时三十二分，友永电令众机：进入准备攻击的编队位置。两分钟后他下令，全体攻击！ 【注：日本的叙述，第二十六页。 】攻击飞机当即分成两组，友永居右，桥本居左。 【注：桥本的陈述。 】
一架身份不明的日机（也许是飞龙号上的，或者是在附近活动的一架侦察机）电告机动部队：我方攻击部队正在攻击敌航空母舰。敌航空母舰共三艘。发报时间与友永下攻击令的时间相同。 【注：日本的叙述，第二十六页。 】
在距约克城号约五百米处，桥本、从十五米高处，与敌舰成正横位置上投下鱼雷。他从敌航空母舰舰首上方相当于飞行甲板的高度上飞过。他发现敌舰没有中弹迹象，也没有起火。但当他迅速飞离时却看到水柱高高升起，接着便是浓烟滚滚。 【注：桥本的陈述。 】
约克城号航速慢，仅有十九节，但它仍然避让了两枚鱼雷。可是它的要害部位中了两枚鱼雷。十四时四十三分，第一枚鱼雷击中左舷近中部，几乎在同时，第二枚鱼雷中的，弹着点比第一枚鱼雷的略靠前。左舷燃油舱被炸坏，三个锅炉舱和前发电机房进水，造成停电。操纵台一处发生故障，备用发电机的电送不出来。舰舵也出现故障，致使航空母舰在那天下午第二次无法动弹，向左舷倾斜了十七度。 【注：约克城号报告；约克城号舰长致海军作战部长的信。内容：作战损失报告。以下称约克城号损失报告。 】
约克城号继续倾斜。在中第一枚鱼雷后大约十分钟时间，它的倾斜已达到二十六度，在舰上站立都成问题。左舷飞行甲板的边缘几乎已接触到海面，幸亏当时海面上风平浪静。奥尔德里奇和德拉尼两人都认为，倾斜已无法修正。由于停电，照明和舰内通话全部瘫痪，舰上各部位间的联系几乎完全中断。被炸坏的燃油舱淌出的油向倾斜的航空母舰各个部位蔓延，形成一层薄薄的、十分危险的油膜，点点火星就能酿成席卷全舰的大火。舰上只剩下六架飞机。总而言之，作为一艘航空母舰，约克城号已是彻底报销了。舰上的人员是剩下的唯一财富。 【注：约克城号损失报告。 】
无论发生什么情况，要舰长作出弃舰决定都是件非常困难、非常残酷的事；巴克马斯特与阿诺德以及副舰长迪克西·基弗海军中校共同研究后，勉强作出了弃舰决定。巴克马斯特有责任在航空母舰倾斜超过平衡点之前把舰上近三千名官兵撤出去。十四时五十五分，他下令升起蓝白色信号旗弃舰。 【注：约克城号报告。 】
巴尔奇号、本汉姆号。拉塞尔号和安德森号都靠上去接撤离人员过舰。其余舰艇担任反潜警戒。 【注：巴尔奇号航海日志，一九四二年六月四日。 】撤离进行得从容不迫、井然有序。在阿斯托利亚号的舰桥上，弗莱彻焦躁不安地观察这次撤离，觉得它太不紧不慢、按部就班了。他说：我都急坏了，觉得巴克马斯特上校作出弃舰的决定已经太晚。后来有些脱离实际的战术家们说巴克马斯特的决定草率鲁莽，而弗莱彻对他们的说法是无法容忍的。他回顾此事时仍坚持认为：我本人在当时是真他妈的著急，想快点把人撤下来。在我看来，把军官和那些优秀的美国士兵救出来是至关重要的。 【注：对弗莱彻的采访，一九六六年九月十七日。 】
从约克城号把伤员往下撤极为困难，因为甲板上很滑，舰身严重倾斜，根本没法抬着担架从甲板上走。有时只好把担架放在甲板上拖，有时运伤员就靠肩背手抬。伤员们被千方百计地从舰上轻轻地吊下去。舰艇上参加救援的人纷纷跳进海里，帮助不会游水的。装货的网、救生筏以及汽艇都用上了。 【注：约克城号报告。 】
基弗随最后一批人员离舰。他负责撤离工作，在听了各方面报告并亲自进行检查，确信自己已圆满完成任务之后才撤离。有一个人怕打了结的绳子不结实，不敢下，基弗就亲自抓住绳子把他往下放。由于绳子从他手里下滑太快，手被磨得火辣辣地痛。等轮到他攀绳而下时，他的手连绳子也抓不紧了。他从绳子上重重地摔下去，像铃舌一样撞在航空母舰的边上，两脚踝骨都摔断了。 【注：一九六六年三月十四日巴德对海军中将埃利奥特·巴克马斯特的采访。以下称巴德对巴克马斯特的采访；《惊人的胜利》第二百二十七页。 】
巴克马斯特监督着撤离工作的进行。直到他确认各事均已就绪，才离开指挥位置，把全舰上下最后检查一遍。毫无疑问，他是希望借此机会与航空母舰倾诉衷肠：默默地向它告别。他沿着倾斜的航空母舰的右边艰难地向前走，穿过飞行甲板，往下通过包扎所，向前穿过将官休息室、舰长室，再转到左侧走下机库。这时：左舷机库甲板已泡在水里。他满意地看到活着的人已全部撤离，就爬上舰尾部，两手交替沿舷边攀下去。他接触水面时听见有人呼救，就朝那人游去，把这个在水中挣扎的炊事值勤兵托上救生筏，然后自己也爬了上去。最后汉曼号驱逐舰把他们送上了阿斯托利亚号。 【注：约克城号报告；《中途岛会战》，第二百一十三页。 】
十四时四十五分，望眼欲穿的弗莱彻和斯普鲁恩斯收到侦察机的报告。这是ＶＳ｜５的作战军官塞缪尔·亚当斯海军上尉发回的报告，准确得惊人：航空母舰一艘、战舰二艘、重巡洋舰三艘、驱逐舰四艘，方位北纬三十一度十五分、西经一百七十九度五分，航向度，航速十五节。亚当斯第一遍用明语直接发报，尔后又以电码形式复报一遍。据这份情报，飞龙号和南云的支援舰艇离十一时五十分搜索组起飞时约克城号所在位置有一百一十海里。敌实际位置在方位二百八十一度，距离七十二海里处，误差三十八海里。也算美国人走运，飞龙号正直冲着特混舰队驶来。 【注：中途岛海战分析，第一百四十页；《珊瑚海海战、中途岛海战及潜艇作战》，第一百三十六页注。 】
斯普鲁恩斯立即下令舰上所有能参战的俯冲轰炸机全部起飞。麦克拉斯基攻击加贺号时胳膊受了伤，这次未能参战，所以指挥混合机群的任务就交给了职务和资历仅次于他的ＶＳ｜６的加拉赫。加拉赫所率领的飞机总共二十四架，其中十一架载单重一千磅的炸弹，其余飞机载单重五百磅的炸弹。除了他自己的飞机外，还有五架是ＶＳ｜６的，四架是ＶＢ｜６的，其余十四架是约克城号上的ＶＢ｜３副中队长沙姆韦海军上尉属下的飞机。十五时五十分，全部飞机都已从企业号起飞、扑向目标。由于要优先考虑保卫特混舰队，所以没有派战斗机为之护航。 【注：沙姆韦的ＶＢ｜３报告；一九四二年六月二十一日ＶＳ｜６中队长给企业号舰长的有关六月四｜六日的作战报告。以下称ＶＳ｜６作战报告；中途岛海战分析，第一百四十页。 】
攻击飞机起飞后，斯普鲁恩斯给弗莱彻打信号说：第十六特混舰队的机群现正攻击你部侦察机发现的那艘航空母舰对我还有何指示？如此彬彬有礼的请示使弗莱彻必须作出抉择。他不能靠遥控对航空母舰的战斗进行战术指挥，不能在信号通讯、闪光通讯和无线电联络这些繁文缛节上浪费宝贵的时间。他要么率参谋人员上大黄蜂号，要么授权斯普鲁恩斯。前者要花很多时间，等于彻底改组特混舰队。所以实际上他别无选择。他毫不计较个人得失，立即打信号说：没有。同意你们的所有行动。 【注：《珊瑚海海战、中途岛海战及潜艇作战》，第一百四十一页注；《转折点》，第一百二十五｜一百二十六页；《斯普鲁恩斯》，第四十九页；《惊人的胜利》，第二百三十一｜二百三十二页。关于这次战斗，不同的材料中所用的名词术语和所给的时间略有不同。如，中途岛海战分析第一百四十二页上说收电时间为十八时十六分。这时对飞龙号的攻击早已结束，（史密斯说战斗发生在飞机起飞过程中。）】
这段时间正是山口春风得意之时。虽然他损失了包括友永在内的全部五架轰炸机，还有包括森茂在内的大部分零式机（返回的飞机只有三架），但他对两次空袭的战果仍很满意。他正打算把美国人的残兵败将统统消灭，一面忙着向南云报告，一面准备发动第三次攻击。 【注：桥本的陈述。 】飞龙号在海上劈波斩浪、往返驰骋。它从长良号旁边驶过，舰上所有飞机都作好了起飞准备，舰员们以及被救上舰的其他人齐声高呼：飞龙号，要报仇雪恨！ 【注：悲剧之战。 】
十五时三十一分，山口向南云报告：在我们与我试验十三型舰载轰炸机取得确实联系后，我们计划用现存全部兵力（轰炸机五架、鱼雷机五架、战斗机十架）于黄昏时发起进攻以歼灭残敌。山口的乐观似乎很滑稽可笑，其实不然，因为他确信他的飞机已击沉或重创了二艘美航空母舰。犯这种错误也很自然，因为他的第一波攻击飞机报告说一艘航空母舰起火，第二波飞机在空中又观察到一艘似乎并未受创的航空母舰。十六时，山口向南云发信号，明确表达了自己的见解：第二波攻击的结果：一艘企业级航空母舰肯定中了两枚鱼雷（并非上次报告说过的那艘遭到轰炸的航空母舰）。 【注：日本的叙述，第二十七页。 】
山口还有个把小时可以自我陶醉一下。十六时四十五分，加拉赫的机群发现飞龙号及其护航部队在大约三十海里之外，同时发现南边海天相接处袅袅升起的三柱浓烟，【注：一九四二年六月十日ＶＢ｜６中队长向企业号舰长报告六月四｜六日的作战。以下称ＶＢ｜６作战报告。 】十九时零一分，筑摩号发现左舷方向有敌机，正好在飞龙号上方。 【注：日本的叙述，第二十九页。 】这时山口的几架零式机已急忙起飞拦截。加拉赫当机立断，下令企业号的飞机随他一起攻击飞龙号，让沙姆韦率约克城号的十四架飞机去解决附近的一艘战舰。 【注：中途岛海战分析，第一百四十一页。 】这项决定非常愚蠢，因为在主攻目标一根毫毛还没伤着的情况下，他就把半数以上的攻击飞机调作他用了。加拉赫真不该那么走运。
在长良号上，牧岛不忍再看，闭起了双眼。 【注：悲剧之战。 】加拉赫对准飞龙号浅黄色甲板上鲜红的圆圈直冲而下。飞行甲板的一号位上停着苍龙号的特别试验飞机。它刚完成首次侦察任务返航。正准备率第三波飞机去攻击美特混舰队。飞龙号令人不可置信地来了个急转，加拉赫的瞄准扑了空。他努力想把炸弹扔下去，而不是投下去，结果腰部扭伤。 【注：巴德对加拉赫的采访。 】炸弹落在飞龙号后边的海里，没造成任何破坏。随后的两架飞机投下的两颗炸弹也没有中的。 【注：日本的叙述，第五十四页。 】
沙姆韦发现这些炸弹近距脱靶，不等成命撤销就率领他的飞机，抛开战舰，向航空母舰发起冲击。在当天战斗中，美军十分走运，这要归功于下级军官又一次表现出灵活的反应和积极主动的精神。究竟是像沙姆韦所说的由ＶＳ｜３首先命中飞龙号，还是由其它ＶＳ｜６的飞机首先命中，现已无法查明。 【注：指挥问题研究第三十一顶。 】
四颗炸弹相继击中舰首。 【注：日本的叙述，第五十四页。 】第一颗炸弹把前升降机连根拔起，阻断了舰桥至舰首的通路。烈火蔓延，封住了通道，不断爆炸产生的碎片四下横飞。加来舰长进退维谷。为避免再度中弹他只好全速前进，但由此而产生的风却助长了火势向全舰蔓延。牧岛的好奇战胜了理智，当他睁眼看时，他发现飞龙号从舰首至舰尾一片大火，但是它仍然像头发了狂的牛一样拼命地奔跑。 【注：悲剧之战；久马的陈述；桥本的陈述。 】
飞龙号的第三波攻击飞机原定由桥本率领。他在待命出击时抓紧时间打个盹。猛然间，可怕的爆炸声震撼全舰。刹那间，他就被令人窒息的浓烟所包围。舱盖被关闭，过道上挤满了从底舱爬上来的人。
又一声剧烈爆炸把军舰震得直晃。所有的灯都熄了。桥本憋得难忍，就朝着亮处跑去，想吸口新鲜空气。那亮处原来是炸出来的洞。洞外一切都在燃烧。幸亏桥本戴着手套，才能从洞里爬出来。由于他没戴帽子。火星溅在头上，把头发都烧着了。旁边有个人递给他一个面具。尽管它烧得只剩下一半，而且上面全是灰，桥本却十分感激地把它接了过来。
这时，副舰长命令他：助理飞行长，指挥这里的人，趁这些悬吊的弹盾还没着火，把它们都扔下海去。桥本全力投入这项工作以及随之而来的消防灭火。后来他左大腿负伤，也被撤了下去。 【注：桥本的陈述。 】
ＶＢ｜６是向这艘航空母舰发动进攻的最后一批飞机。负责指挥的海军上尉贝斯特认为，有一颗命中的炸弹是他们投下的。 【注：ＶＢ｜６作战报告。 】其实这关系并不大，大家都是美国飞行员，一人立功，全体都光荣。
沙姆韦率领的飞机中有两架冲向那艘战舰。那是榛名号，它虽屡遭攻击，却能安然无恙。它似乎有张护身符，因为尽管攻击者施展了全部招数，结果只是像日本人所说的：两侧各挨了一颗超近失弹。 【注：莱斯利的ＶＢ｜３作战报告；日本的叙述，第五十八页。 】加拉赫腰部扭伤、疼痛不已。他损失了二架ＶＢ｜３的ＳＢＤ机及一架ＶＢ｜６的ＳＢＤ，正待撤出作战空域，这时大黄蜂号七架ＶＢ｜８的轰炸机和八架ＶＳ｜８的侦察轰炸机一并赶到。这时是十七时十二分，飞龙号已是一团大火，无需再攻击了。于是这批大黄蜂号的飞机转而向利根号和筑摩号发起攻击。 【注：一九四二年六月ＶＢ｜８作战日记；中途岛海战分析，第一百四十二页。 】利根号舰首舰尾附近都落下了炸弹，最近的离舰五十米。筑摩号避开了落在舰首左舷外一百米处的集束炸弹。 【注：日本的叙述，第五十六｜五十七页。 】
正当大黄蜂号这批飞机俯冲攻击利根号时，从中途岛和莫洛凯岛飞来一批Ｂ｜１７机，也向同一批目标发起进攻。虽然有些参战者确信他们命中了一艘航空母舰、一艘战舰或重巡洋舰，但这批大型陆基轰炸机的这次作战和早些时候的一仗一样，并无战绩。 【注：例见乌尔特尔的对敌作战表以及一九四二年六月六日罗伯特·Ｂ·安德鲁斯海军中尉致夏威夷希卡姆机场第七轰炸机司令部司令的信。内容：特殊使命。以下称安德鲁斯的报告。 】日落至月出前，从中途岛起飞出击的ＶＭＳＢ｜２４１中队也毫无建树。除此之外，六月四日的战事就算结束了。 【注：ＶＭＳＢ｜２４１报告。 】