美國海軍情報局在與英國以及荷蘭相關單位緊密的合作下，開始成功的解讀日本海軍主要通訊係統JN-25的部分密碼。到了五月上旬，聯軍在破解JN-25上取得了重大的突破，也因此得到了窺探日本海軍計劃的能力。JN-25讓聯軍得悉‘AF方位’將會是日本海軍的下一個攻擊目標，然而聯軍就偏偏破解不到‘AF方位’的位置。由約瑟夫?羅徹福特少校領導的夏威夷情報站認為‘AF方位’是中途島，但華盛￥頓海軍情報處堅持認為是阿留申群島。然而任憑聯軍解碼科技多麼的先進，也仍然無法破解‘AF方位’的正確位置。正當美軍高層在傷腦筋的同時，羅徹福特與他的情報小組成員們翻查以前堆積如山的電文。記憶力過人的羅徹福特從浩如煙海的電文中找到1942年初的一份日軍電報，電報是要求水上飛機從馬紹爾群島起飛，飛往珍珠港，電文還提到要注意避開來自AF的空中偵察……從地圖上分析，AF隻能是中途島。而且夏威夷情報站的分析員賈斯柏?赫爾姆斯想到了一個能夠確認‘AF方位’是不是中途島的妙計。他要求中途島海軍基地的司令官以無線電向珍珠港發報，說中途島上的海水淡化設備出現了問題，導致整個中途島麵臨缺水的危機。結果羅徹福特和他的小組成員們截獲並破譯了日本海軍聯合艦隊司令長官南雲大將從海上發往日本大本營海軍部的一份密電：“據報‘AF’缺乏淡水，攻擊部隊帶足淡水。”這樣‘AF方位’便證實為中途島，也就是日本海軍的下一個攻擊目標。
由於要從JN-25得到情報非常費時，美國太平洋艦隊司令海軍上將切斯特?尼米茲到了最後一刻才掌握了能夠用來埋伏日本艦隊的可靠情報。他立即召回了在太平洋西南方的航空母艦富蘭克林號、大黃蜂號以及因為參與珊瑚海海戰而正在珍珠港進行重大維修的約克城號。任命雷蒙德?斯普魯恩斯少將代替患病的哈爾西中將指揮第16特混編隊。尼米茲就準備以三艘約克城級航空母艦為主力，再加上約五十艘支持艦艇，埋伏在中途島東北方向，攻擊前往中途島的日本艦隊。
在珊瑚海海戰受重傷的約克城號返回珍珠港時，她看上去需要進行幾個月的重大維修工程。經過七十二小時不眠不休的搶修，她的飛行甲板已重新鋪平，內部也裝上新的鋼條支撐架，艦載機組成新的艦載機隊。尼米茲上將不惜一切地違反了許多海軍條例，就為了達成讓約克城號隨行的目標。在約克城號入港的僅僅三天後，她奇跡般的隨著美軍艦隊（第17特混編隊）奔向中途島，展開她的最後一次作戰任務。
除了實體戰力的籌組，人員上尼米茲任命了雷蒙德?阿姆斯?斯普魯恩斯少將代替當時因病而無法作戰的威廉?哈爾西中將指揮第16特遣艦隊。尼米茲以手頭中可用的所有航空母艦為主力，再加上約五十艘支援艦艇，在中途島東北方向等候伏擊前往中途島的日本艦隊。中途島上則有海軍陸戰隊第六守備營約兩千一百多人，以及海軍航空站裏含飛行員與輔助兵力在內約一千五百人。
與此同時，日本海軍參加珊瑚海海戰的航空母艦瑞鶴號在位於特魯克（Truk）的基地等待一批新的艦載機；受傷的翔鶴號則在基地進行維修。如果日本海軍沒有大意地認為美軍隻會派遣兩艘航母富蘭克林號及大黃蜂號迎擊蒼龍號，飛龍號，赤城號以及加賀號的話，那麼中途島海戰，將可能會有迥然不同的結局。
由於日軍錯誤低估了美軍奇跡般的維修能力，日本海軍自始至終都以為美軍隻有富蘭克林號及大黃蜂號兩艘航母能投入戰鬥中。