對太平洋艦隊司令及其參謀人員來說，此後的幾周將是整個太平洋戰爭中最傷腦筋的階段。「中途島戰役前和戰役期間，我睡覺很少，」尼米茲回憶說，「因為需要考慮的事情太多。」【註：對尼米茲的採訪，一九六四年九月四日。】尼米茲並不是神經容易緊張的人，但是他的責任重大，即使是《艾麗絲漫遊奇境記》裡愛睡覺的老鼠處在這種情況下也會失眠的。
日本人下一步將攻打何處，報上猜測紛紛。《檀香山廣告報》登載的五月十五日發自華盛頓的朱利葉斯‧埃德爾斯坦的文章說：
「內行的觀察家們今天在這裡預測說， 日本人將對阿拉斯加和夏威夷發動『春季攻勢』。
阿拉斯加在軍事上是北太平洋的基石，是日本人進攻的首要目標。由於冬季的不利因素，進攻據信被擱置了。但某些方面自珍珠港事件以來一直在準備著對付這一進攻。
夏威夷的軍方總督迪洛斯‧Ｃ‧埃蒙斯中將已經向公眾發出警告：夏威夷將遭到攻擊——」
尼米茲很有把握，說可以排除日本進攻夏威夷的可能性。但他必須決定如何對付日軍對阿拉斯加的威脅。即使他可以肯定這基本上是日本人的佯攻，也不能置之不理。五月十七日，他決定組建北太平洋部隊，由羅伯特‧Ａ‧西奧博爾德海軍少將任司令，統率重巡洋艦「印第安納波利斯號」和「路易斯維爾號」，輕巡洋艦「檀香山號」，「聖路易斯號」和「納什維爾號」及十艘驅逐艦。
另外，尼米茲還負有保衛美國—澳大利亞運輸線的責任。他的抉擇體現了他的遠見卓識：哪怕從中途島防線勻出一定數量的驅逐艦，也要繼續進行正常護航。【註：《珊瑚海海戰、中途島海戰及潛艇作戰》，第八十三頁。】
尼米茲麾下有一支強大的戰艦部隊。要是他認為有必要，他完全可以將其派往中途島。由太平洋艦隊前任司令派伊海軍上將任司令的第一特混艦隊駐在舊金山。該艦隊由戰艦「賓夕法尼亞號」、「馬里蘭號」、「科羅拉多號」、「愛達荷號」、「田納西號」、「新墨西哥號」和「密西西比號」、八艘驅逐艦及護航航空母艦「長島號」組成。【註：「中途島海戰分析」，第七十頁。】「我們充分考慮了將第一特混艦隊用於中途島防禦的問題，」尼米茲在中途島戰役後向金海軍上將報告說。「因為將任何能夠加強對敵航空母艦的遠程打擊力量的部隊轉作中途島警戒部隊的做法並不可取，所以我們沒有將它派出。」
毫無疑問，尼米茲還有其它的考慮，因為他把完全可以用於中途島的警戒部隊派到阿留申戰區。尼米茲和金都估計「敵軍的計劃包括企圖誘出我艦隊的大部」。【註：太平洋艦隊司令一九四二年六月二十八日就中途島海戰問題致美國艦隊總司令的信。以下稱「尼米茲的報告」。】戰艦部隊速度太慢，不能與快速的航空母艦部隊一同行動，而且尼米茲撥不出飛機為「長島號」提供掩護，在「長島號」上只有二十架飛機。【註：「中途島海戰分析」，第六十六頁。】
也許尼米茲還考慮到一個不甚明顯的因素。一名瞭解這兩位海軍上將的軍官說：尼米茲並不十分信任派伊，認為他，「智慧過人但缺乏膽量」，因此，不願過多地信賴派伊去和日本人交戰。【註：對詹姆斯‧Ｍ‧休梅克海軍上將的採訪，一九六三年一月三十一日。】
儘管這樣，但從當時情況看，尼米茲的決定是有深謀遠慮和很有魄力的，完全打破了傳統。多少年來，美國海軍一直墨守戰艦乃海上皇后的成規，但在珍珠港事件後六個月內，在數量上處於嚴重劣勢的太平洋艦隊司令竟故意將戰艦擱在一邊。尼米茲並非飛行員，而山本享有海軍航空力量倡導者的稱號。但正是這位美國人決定不向中途島派遣這種過時的東西。
尼米茲真正要求作好準備的部隊是航空兵，大量的航空兵。五月十八日，以克拉倫斯‧Ｌ‧廷克陸軍少將為司令的第七航空隊【註：夏威夷航空部隊自一九四二年二月五日起又改為第七航空隊。】「奉命進入特別戰備狀態，準備迎擊敵人很可能要發動的進攻」。廷克當時最好的戰鬥武器是四引擎Ｂ—１７轟炸機，即富有傳奇色彩的飛行堡壘：它載量大、飛行距離遠。但是，如果山本龐大的艦隊出現在海面上，廷克及其轟炸機隊司令Ｈ‧Ｃ‧戴維森陸軍准將也只有二十七架Ｂ—１７機可實施攻擊。在此之前，第七航空隊一直是用飛行堡壘來執行搜索和攻擊任務的。但是，五月十八日進入「特別戰備」後，戴維森連續十天沒有給Ｂ—１７機下達搜索任務。它們「作為攻擊力量，一直攜帶著五百磅和六百磅重的爆破彈待命」。
五月十八日起，越來越多的從本土西海岸起飛的新Ｂ—１７轟炸機到達夏威夷。通常它們都在上午抵達歐胡島，然後立即開進航空維修與供應基地的機庫。在那裡，維修人員卸下長途飛行中使用的副油箱，在無線電艙內裝上輔助油箱，並對其設備和武器進行檢查。在二十四小時內，這些新來的飛機被移交給戰鬥部隊，或者留在歐胡島使用，或者被迅速派往中途島。【註：第七航空隊司令部於一九四二年六月十三日就中途島戰役中航空兵的使用情況給陸軍航空兵司令官的信。以下稱「戴維森的報告」。】
這些準備工作開始得並不算早，日本艦隊已經開始出動。五月二十日，田中的中途島輸送船團離開日本橫須賀和吳市的大型海軍基地駛向距日本七百五十海里的集結點塞班島。這位堅韌不拔、經驗豐富的將軍將在塞班島等待新的命令，並按規定時間繼續駛向中途島。田中部隊包括十一艘運兵船、數艘貨船和油船，還有輔助艦隻和護航艦，總共四十餘艘。運兵船搭載有大約五千人的中途島登陸部隊，其中海軍，陸軍人員幾乎各半，由太田實海軍大佐統一指揮。這支隊伍包括太田直接指揮的海軍第二聯合特別陸戰隊和一木清直陸軍大佐直接指揮的陸軍一木支隊。【註：《中途島海戰》，第一百一十、二百五十五—二百五十六頁。】日本海軍部隊通常都有數字番號；而陸軍部隊沒有番號，皆以指揮官姓名指稱，聰明的情報人員只需瞭解該部隊指揮官的軍階，便可相當準確地判斷出它的實力。
一支由籐田海軍少將為司令的水上飛機母艦部隊與田中的船隊一起出發。該部隊由下列部分組成：搭載十六架水上戰鬥機及四架水上偵察機的水上飛機母艦「千歲號」，搭載八架水上戰鬥機及四架水上偵察機的輔助航空母艦「神川丸」。驅逐艦「早潮號」負責護衛，第三十五號巡邏艇運載負有特殊使命的部隊。籐田部隊的任務是佔領庫雷島並在島上建立水上飛機基地。【註：《中途島海戰》，第二百五十六頁。】這些艦艇均是統一而又複雜的攻佔中途島計劃的組成部分。
這是一項龐大的計劃。中途島位於中太平洋，距日本本土基地約二千二百五十海里，距歐胡島只有前者一半的路程。由四個大島構成的核心面積比加利福尼亞州大不了多少的日本已經在太平洋和亞洲的廣大區域發動了戰爭，然而它還要進行新的擴張冒險。
當時，日本在本土各島，在下述各地均有駐軍：千島群島、薩哈林島、朝鮮、滿洲【譯者註：指當時我國東北。】、中國、台灣、法屬印度支那、菲律賓、馬來亞、荷屬東印度群島、威克島、關島、塞班島，提尼安島、新不列顛、索羅門群島、加羅林群島，馬紹爾群島、新幾內亞，以及其他地區。試想一下要裝備、運輸、供應和維持在這些廣大地區的各種各樣的日本部隊需要怎樣的人力、物力、艦船配備和組織啊！人們只需設想一下這一壯舉所包含的一切，就可或多或少地看出日本人於一九四一年十二月七日貿然開戰以奪取榮譽時所面臨的問題有多麼繁多而複雜，而如今他們在中途島又會遇到什麼樣的處境。
由於美國潛艇四處活動，所以田中有日本十艘最好的驅逐艦護航。這些驅逐艦都取了與戰爭很不相配的詩意十足的名字，其中有參加過襲擊珍珠港的「不知火號」、「霞號」、「霰號」、「陽炎號」。這些艦隻速度快、火力強，排水量約為二千噸，裝有八個二十四英吋口徑的魚雷發射管及六門五點五英吋口徑的、有遮護的雙聯裝火炮。【註：《日本帝國海軍》，第二百八十—二百八十一、二百八十三—二百八十四頁。】
作戰計劃規定，驅逐艦的最終目的地在它們抵達塞班島前應對艦長保密。但至少其中有一名艦長已經從田中那裡提前知道了。五月二十日，在吳港，田中向「天津風號」艦長原為一海軍少佐吐露了消息。在這之前，「天津風號」被捲入了大規模的人員變動之中。到五月中旬，「天津風號」上所有有經驗的軍官及大半數船員被換掉。原為一估計至少需要二個月該艦才能恢復戰鬥力。其它大多數驅逐艦艦長面臨的情況與他相同。聽到田中的話後，像過去一樣，原為一立即作出了反應。他看著田中，似乎感到統帥部的成員和整個統帥部都已經失去了理智，接著，他激動地大叫：「什麼？這是什麼意思，司令官？難道就用這樣的部隊去打仗？」
田中示意這位敢於直言的部下安靜下來，並承認說：「事實上我也沒有把握。但願這