中途島守軍鼓起勇氣決心經受這場考驗。六時三十分，營指揮所通知所屬部隊：「目標進入我射程之內就開火。」【註：香農的報告。】這時天空晴朗，對於高炮射擊來說，能見度良好。沙島和東島上的沙袋工事以及沙築的炮兵掩體為炮兵提供了良好的防護。不在高射炮炮位及其它自動火器崗位上的人都擠在防空掩體、狹長塹壕以及類似的工事裡。【註：凱姆斯的採訪。】
值星軍官湯普森也希望親自上陣打幾下。他和計時員兩人從ＶＭＳＢ中隊待機室搬來一台電話，又從一架報廢的ＳＢ２Ｕ—３里搬來一挺機槍和一些子彈，然後在附近的機槍掩體裡把它們架設起來。【註：湯普森的談話。】礁湖中魚雷艇也已出動，艇上的機槍，甚至連步槍和手槍都進入了戒備狀態。【註：一九四二年六月九日魚雷艇一中隊中隊長致美太平洋艦隊司令的信。內容：匯報六月四日與五日在中途島和敵人交戰的情況。以下稱魚雷艇一中隊的報告。】
約翰‧福特守候在東島發電站的屋頂上。他看到守軍在「異常鎮靜」、簡直是「懶洋洋的」氣氛中等待著即將臨頭的襲擊，驚歎不已地說：「彷彿他們一直就是在這樣的氣氛中生活的。」【註：福特的敘述。】
新安裝在沙島上的雷達是能夠提供距離、方位和高度的僅有的幾部雷達之一。從它上面看出，敵轟炸機還在向中途島逼近。激烈的空戰對日本的轟炸任務影響甚微。懂行的海軍陸戰隊員們十分欽佩地注意到友永的飛行員靠嫻熟的技術和嚴格的紀律保持著隊形。一架轟炸機被擊落後，Ｖ形編隊中的其它飛機就重新組合，繼續保持原來的航向和航速。【註：阿米斯特德的談話；巴德對凱裡的採訪，一九六六年七月一日。】
水平轟炸機首先到達中途島上空。它們的任務之一就是壓制敵高炮火力，為俯衝轟炸機以及進行低空攻擊的零式機掃清道路，然後再去轟炸機場和其它設施。「飛龍號」上的飛機集中襲擊沙島。「蒼龍號」上的飛機分成兩批，第一中隊協同「飛龍號」上的飛機在沙島上空作戰，第二中隊轟炸東島。用南雲的話說，這兩批飛機還沒來得及投彈，「飛龍號」上的兩架轟炸機就被「猛烈的高射炮火」擊落。【註：日本的敘述，第四十二—四十三、六十八頁。】
湯普森少尉發現炮彈似乎都在敵機機身稍後處爆炸，但他也看見一發炮彈命中目標，在空中炸開了。他抓起望遠鏡觀察，看見這架飛機脫離編隊，筆直墜落下去，但沒有人跳傘。【註：湯普森的談話。】
許多目擊者都以為日本的領隊飛機被高炮打中了。其實，友永的轟炸機左翼油箱雖被擊中，可他還是飛回到「飛龍號」上。返航後，他把菊地六郎大尉被高炮火力擊中而英勇陣亡的事作了匯報。菊地知道自己必死無疑了，就打開艙蓋向戰友們揮手訣別，然後關好艙蓋，栽了下去。【註：《中途島海戰》，第一百六十四—一百六十五頁。】
菊地的飛機剛墜下，一名聰明的黑人炊事兵就奔到飛機殘骸邊，把飛行員的屍體拖了出來。拉姆齊也接踵而至。他檢查了死者的衣袋，想找到一些有情報價值的東西。這時第一波攻擊飛機已經臨空，炸彈像雨點般傾瀉而下。拉姆齊和賽馬德縱身跳進了掩體。【註：「史無前例的中途島之戰」，第五十六頁。】
魚雷艇上的人員清楚地看見第二架飛機墜落。他們看見那架轟炸機轟然起火，濺落在礁湖之中，飛機上的炸彈掉在離飛機濺落處不遠的地方，兩者都差點落在魚雷艇上。【註：魚雷艇副中隊長的報告。】
水平轟炸機集中猛轟沙島。「飛龍號」的第一中隊擊中了該島東北角的油罐，「蒼龍號」的第一中隊打啞了一個高炮陣地。【註：日本的敘述，第四十三頁。】由於水平轟炸機和俯衝轟炸機從一開始就協同進攻，所以無法準確說明各機種的戰績。
美戰鬥機先是全力以赴地對付日本機群中打頭陣的水平轟炸機，接著又要施展全部才能與討厭的零式機周旋，所以「赤城號」和「加賀號」上的俯衝轟炸機飛臨中途島上空時未傷著一根毫毛，飛離時也是安然無恙，實在是令人羨慕。千早等飛行員們的任務是襲擊東島的機庫和其它航空設施，他們也未受損失。由小川海軍大尉率領的全部俯衝轟炸機以及「加賀號」上的飛機中，有一架被高炮擊落，四架受損傷，但還沒有報廢。【註：同上，第四十四—四十五頁。】
沙島遭俯衝轟炸機襲擊時，ＶＭＣＲ—２４１中隊的飛行員羅伯特‧Ｗ‧沃佩爾少尉暫時停飛，因為機械師正忙著給他的飛機調換火花塞。他看見高炮擊中了一架敵機。他後來回憶說：「飛機起火後還繼續在編隊中飛行了很長一段時間，直到最後失去控制而打轉。」【註：一九四二年六月七日美海軍陸戰隊志願預備隊（三類）少尉羅伯特‧Ｗ‧沃佩爾的談話。以下稱沃佩爾的談話。】
東島剛開始遭空襲時發生的一件事，誰看了也不會忘記。「突然間，領隊日機離開機群——它俯衝到離地面大約一百英尺時，翻轉機身，仰面朝天、悠哉悠哉地從停機坪上方飛過。」【註：福特的敘述。】有人看見駕駛員把拇指放在鼻子上以示嘲弄。【註：「史無前例的中途島之戰」，第五十六頁。】這是故意分散守軍注意力，還是對這些在第一航空艦隊面前表現平平的敵人表示蔑視？抑或純粹是裝模作樣的虛張聲勢呢？誰知道呢？不管駕駛員動機如何，這件事讓美國人看得目蹬口呆，有好幾秒鐘都忘了射擊。後來「——驀地，有個陸戰隊員說了聲『搞他媽什麼鬼名堂』，就向飛機開火，把它擊中。它搖搖晃晃地鑽進了大海。」【註：福特的敘述。】
傾瀉在東島上的炸彈全部落在二號跑道以北。有一顆炸彈落在靠近一號跑道東端的中央。這顯然是「蒼龍號」上的第二水平轟炸機中隊幹的。千早的一架俯衝轟炸機把同一條跑道上距東端五百碼處炸了個大坑。另一架俯衝轟炸機不偏不倚正好擊中ＶＭＦ—２２１中隊的彈藥補給坑，誘爆了八顆一百磅的炸彈以及一萬發零點五英吋的子彈，炸死了四名維修人員。【註：日本的敘述，第四十三頁；凱姆斯的報告。】
福特出於導演的本能，把攝影機對準了機庫。他認為這將是轟炸的主要目標。果然，它被一個「交了好運的日本人擊中，而且肯定是擊中了裡面的一些炸藥，所以整個機庫都飛上了天」。福特的肘部和肩都被霰彈炸傷，他有點「被震呆了」。但他拍到了鏡頭。這是他後來正式的紀錄片《中途島之戰》中一個值得記憶的場面：一塊「巨大的爆炸碎片」直衝著攝影機飛了過來。
一位年輕的陸戰隊員替福特包紮好傷口，並真誠地告訴他：「別去找那個軍醫，我們來照顧你——」【註：福特的敘述。】
六時三十八分，一架俯衝轟炸機炸毀了發電站，從而使島上的供電和一個蒸餾水廠陷於癱瘓。這也許是對東島造成的最大破壞。水平轟炸機還炸毀了碼頭區和主要貯油區間的輸油管路，造成了十分嚴重的破壞。這些管道在遭襲之前本來就一塌糊塗，從這以後，美國作業隊就得不分晝夜地靠人工為飛機加上那從沙島借來的三千桶汽油。【註：對凱姆斯的採訪；「中途島戰役中的海軍陸戰隊」，第三十二，三十八—三十九頁。】福特發現日本人「沒有轟炸機場本身——」，他猜到「日本人是想把機場留給當天晚些時候在該機場著陸的日機使用」。【註：福特的敘述。】
陸戰隊的伙房被炸，鍋碗瓢盆一齊飛上了天，平常吃的食品全都成了粉末。戰鬥結束之前，陸戰隊員們只好一直吃緊急配給的食品。【註：《中途島的神話》，第一百四十二頁。】隨軍小賣部被炸得無法營業。啤酒罐頭被炸得像霰彈一樣四下橫飛。有一隻罐頭砸在一名機槍手的太陽穴上，把他砸昏了。他醒來後喘著大氣說：「我從來不會空肚子喝啤酒的！」這顆炸彈還把裝著香煙的紙箱子都震開了，甚至連煙盒也震散了。一陣白色的香煙雨落得到處都是。陸戰隊員們高高興興地撿起外快來，誰撿到就歸誰。【註：「史無前例的中途島之戰」，第五十六頁；香農的報告。】
日本人的大部分注意力都放在沙島。三個貯油罐被徹底炸毀。炸彈可能是「飛龍號」上第一中隊的一架水平轟炸機投下的。這些油罐的油整整燒了兩天，滾滾的濃煙使整個損失看起來比實際上的要大得多。高射炮的火力發揮也因為濃煙瀰漫而受到影響。
陸戰隊駐地的一條從海裡抽水的管道被一顆炸彈炸斷。一個水上飛機機庫被「加賀號」上的一架俯衝轟炸機炸毀起火。禁閉室也被炸平，好在當時裡面沒有關人。其它各類建築物，有的被炸，有的因炸彈落在附近，有的因彈片，也有的因氣浪沖擊，都遭到不同程度的破壞，發生晃動。
屋頂上畫著巨大紅十字的海軍診療所被兩顆炸彈以及爆炸後燃起的大火夷為平地。海軍洗衣房也挨了一顆炸彈，被炸塌一部分，其中的衣物全部化為灰燼。拉姆齊只剩下身上穿的衣服。據說六月十二日他回珍珠港後被尼米茲召見時，穿的還是那一身衣服。尼米茲低聲說：「我知道，你身上全是——嗯——鷹。也許你會喜歡這些銀鷹的。」他當