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波飞机中的掩护战斗机起飞迎战，造成得到美军舰队的情报后已经准备好的俯冲轰炸机没有战斗机掩护，南云目睹了没有战斗机掩护的美国战机失败的下场，不愿自己重蹈覆辙，决定重组部队后再进攻美国舰队，使得战机延误。而且为登陆作战作火力准备的任务完全可以由战列舰队担任，这样就能放开南云舰队的手脚。
第五个原因就是战术指挥上的失误，首先是忽视了侦察任务。南云舰队没有专门的侦察机飞行队，由于不愿分散进攻力量，南云舰队的侦察任务主要由编队中战列舰和巡洋舰上的老式水上飞机担任。那天日本舰队没有进行双相搜索，进行单相搜索的飞机中有2架出现故障，延误了起飞时间，造成发现美国舰队迟误，直接影响战局。第二，当南云得到美国舰队的情报后，没有采纳山口多闻的建议，立即出动没有战斗机掩护的俯冲轰炸机进攻，导致舰机同沉。第三，山本五十六大将亲自率战列舰队出战，为保持无线电静默，自动放弃了战役的指导。
除此之外，日本在科技水平和工业技术方面，也是远远不如当时的美国。一个明显的证明就是雷达技术的应用。当时美国舰队已经装备了雷达，在日本机群没有到来就发现并预先做好准备，而日本舰队没有装备雷达，所有警戒全靠目测，当美国俯冲轰炸机借云层的掩护攻击时，无法及时作出反应。
以上种种原因，最终导致了日军在中途岛战役中的失败，此战日军先后损失了4艘航空母舰（“赤城”“加贺”“苍龙”“飞龙”），1艘重巡洋舰（“三隈”），332架飞机（包括备用机，被炸毁于航母约280架，仅被击落42架），3500人阵亡。
而美军只损失了1艘航空母舰（“约克城号航空母舰”），1艘驱逐舰（“哈曼”），147架飞机（多为被击落），307人阵亡。
美军以少胜多，重创日本海军联合舰队，使得太平洋战争的局势发生了明显的变化，通过此战之后，美军方面成功掌握了太平洋战场的主动权，损失惨重的日本海军已经基本丧失了进攻能力，而拥有强大工业基础作为支撑的美军，在太平洋地区的实力却急速膨胀起来，开始对日军展开了反攻，而此战也被视为太平洋战争的转折点。