在「企業號」上，斯普魯恩斯和參謀們研究了「約克城號」遭襲意味著什麼，並商量了對策。布朗寧的結論很清楚也十分正確：攻擊「約克城號」的飛機是從麥克拉斯基的飛行員報告所說的那艘未遭創的日航空母艦上起飛的。這位性情急躁的參謀長主張立即採取報復行動。斯普魯恩斯則不想倉促上陣，貿然行動。第一，他的轟炸機尚未作好起飛準備。其次，他在等待著正在接近預定地點的偵察機報告敵航空母艦的確切位置。美國人沒能發現敵人，卻已消耗了足以投入一次作戰的兵力。【註：「指揮問題研究」，第三百零一—三百零二頁。】
斯普魯恩斯如此小心謹慎，定會被山口嗤笑的，但他這次又作出了一項正確的決定。山口兵力的陣容是：以「長良號」為先導，「飛龍號」居於戰艦、巡洋艦和驅逐艦所組成的防禦圈之中心。十三時二十分前，「飛龍號」及其護航艦隻一路向北航行。接著，山口派出攻擊「約克城號」的第二波飛機，然後改變航向，朝東北航行。【註：《聯合艦隊》第八十八頁。】如果美國人這時發動進攻，很可能就根本發現不了這艘日航空母艦，也無法搭救「約克城號」。
在「飛龍號」艦橋上，山口和加來給即將率第二波攻擊飛機的友永、橋本和森茂海軍大尉作最後指示：「不要再攻擊那艘被小林機群擊中起火的航空母艦了，攻擊另外幾艘航空母艦。要是在那片海域沒發現其它航空母艦，那就再攻擊那艘航空母艦。」山口司令官和三位領隊握手。事隔多年，橋本仍記得山口那寬大柔軟的手與他相握時的情景。【註：橋本的陳述。】
接著，山口和加來到飛行甲板上，親自為參加第二波攻擊的人送行。山口與飛行員們一一握手說：「望勇敢戰鬥。」說來也怪，想揣摩艦長心思的橋口得到的印象居然和早先久馬得到的幾乎一點不差：「我不會只讓你們去犧牲的，你們先去，我馬上就來。」【註：橋口的陳述。】
他們臨起飛之前，飛行長的傳令兵亮出一塊標明敵艦隊最新位置的小黑板。橋本把這個位置標在自己的航圖上。他突然想起，應該問問友永是否瞭解這個情況，但由於忙著起飛，一時無暇顧及問他。【註：橋本的陳述。】
據橋口說，參加攻擊的飛行員們都知道，此行大概是有去無回的，但他們爬進機艙時卻個個面帶笑容。眼下隨友永出征的飛機與那天早上壯觀的攻擊機群相比顯得何等寒磣！十架魚雷機分二組，分別由友永和橋本率領。由森茂率領隨轟炸機出發的六架戰鬥機中，四架原是「飛龍號」上的，二架來自起火燃燒的「加賀號」。【註：日本的敘述，第八頁：橋口的陳述。】
友永的轟炸機上被打漏的油箱也沒有來得及修補。他只帶了一半油料，不大可能再飛回航空母艦了。但他堅持要率機出擊，拒絕別人關於要和他換飛機的建議。他這個人性情孤僻，從不向人吐露思想感情。橋口對他不僅佩服之至，而且瞭解頗深。他的印象是，友永感到自己建議再度襲擊中途島，結果間接地造成了災難性後果，自己要負責任。橋口對友永飛機上的其他人產生了憐憫之情。這些人並無內疚之感，但卻要和友永一道去死。橋口說：「當時『飛龍號』全體艦員，包括飛行員，都決心效忠天皇和帝國，因此我們對這一點考慮得不多。把生死置之度外的不僅是飛行員，實際上是艦上所有的人。」他還說：「我們決心擊沉一艘敵艦，即使去撞也要把它撞沉。」【註：橋口的陳述。】
橋口對友永的動機也許估計得太浪漫了，因為橋本並無此種印象。他認為，友永的決定是出於以下幾個實際因素：只剩下「飛龍號」尚能作戰，現有的飛機數量很少，「哪怕只減少一架飛機，都會嚴重影響預期的攻擊結果」，據報告說敵人在大約一百海里之外，即使飛機有傷，他也能飛回來，實際上友永就是這樣對橋本說的。當橋本要把自己的飛機讓給友永飛時，友永謝絕說，「敵人離得很近，我攻擊之後是可以返航的。」【註：橋本的陳述。】
從山口給幾個領隊飛行員的指示來看，只要可以攻擊其它航空母艦，他是不想再攻擊已經遭襲的那艘航空母艦的，儘管各偵察機的報告紛至沓來，互相矛盾，山口顯然已經把寶押在自己的飛機所報告的情況上了，「飛龍號」的轟炸機先前報告說有三艘航空母艦和「二十二艘驅逐艦」。山口收到這份報告，有足夠的時間向友永的部隊作簡單介紹。事實上，他於十四時通報南雲說：「據我艦載轟炸機報告，在自北向南長約十海里的一線上有三艘敵航空母艦。」【註：日本的敘述，第二十五頁】
雖然可供選擇的攻擊目標是三艘航空母艦，可友永的機群卻徑直向「約克城號」發起了攻擊。橋本發現友永「正朝敵艦隊原來的位置飛去」，知道友永沒看到關於敵艦隊的最新位置的報告。他想靠近友永的飛機，把情況告訴他，但沒有辦到，就只好作罷。好在兩次報告中有關敵艦隊的位置相去不遠，只要「方向不錯——」，他們或許還能發現目標——【註：橋本的陳述。】
「約克城號」的雷達發現三十三海里之外的這批日機。該艦立即停止給戰鬥機加油，再次排乾加油系統，用二氧化碳氣將它封住，同時派出ＶＦ—３的六架戰鬥機，迎著敵機飛去，進行戰鬥巡邏。艦上的十架戰鬥機中，有八架的油箱裡有二十三加侖油料，用以局部作戰綽綽有餘。這八架飛機也被派去助戰。另外，第十六特混艦隊也派出一些戰鬥機。
野貓式機在飛出將近十五海里後截住了日機，隨之發生的空戰實際上是中午那場格鬥的重演。六架零式機中，有三架被數量上佔優勢的Ｆ４Ｆ—４機擊落。【註：「約克城號」報告。】二十二歲的海軍少尉米爾頓·圖托爾第四擊落了一架魚雷機。圖托爾是密蘇里州聖約瑟夫一位銀行行長的兒子。他上「約克城號」才五天。經上午的戰鬥後，他的野貓式機還沒加油，這次又跳進了座艙，偷偷地去參戰了。剛飛離飛行甲板，他就撲向一架魚雷機的尾部。他咬住敵機，在離航空母艦一千碼處向敵機猛烈開火。敵機還沒來得及投下魚雷就被擊落了。當圖托爾把機頭向上拉時，卻被己方炮火擊中。幸虧他沒有受傷，而且落在離護航艦艇很近的地方，很快就被「安德森號」驅逐艦救起。【註：一九六六年十一月九日米爾頓·圖托爾第四給巴德的信；一九四二年六月十三日《檀香山廣告報》；一九四二年六月五日「安德森號」艦長致太平洋艦隊司令的信。內容：據美海軍規章第七百一十二條所作的有關六月四日在中途島附近與日艦載機作戰的報告。以下稱「安德森號」報告。】
高炮擊落圖托爾似乎輕而易舉，但對付低飛的日機卻困難得多。重巡洋艦採用了波科·史密斯發明的新辦法：用主炮對著魚雷機前方海面射擊，掀起一串串倒掛瀑布。【註：《珊瑚海海戰、中途島海戰及潛艇作戰》，第一百三十五頁。】由於野貓式機的攔截和這些倒掛瀑布的阻擋，進入目標空域的魚雷機只有五架。十四時三十二分，友永電令眾機：「進入準備攻擊的編隊位置。」兩分鐘後他下令，「全體攻擊！」【註：日本的敘述，第二十六頁。】攻擊飛機當即分成兩組，友永居右，橋本居左。【註：橋本的陳述。】
一架身份不明的日機（也許是「飛龍號」上的，或者是在附近活動的一架偵察機）電告機動部隊：「我方攻擊部隊正在攻擊敵航空母艦。敵航空母艦共三艘。」發報時間與友永下攻擊令的時間相同。【註：日本的敘述，第二十六頁。】
在距「約克城號」約五百米處，橋本、從十五米高處，與敵艦成正橫位置上投下魚雷。他從敵航空母艦艦首上方相當於飛行甲板的高度上飛過。他發現敵艦沒有中彈跡象，也沒有起火。但當他迅速飛離時卻看到水柱高高昇起，接著便是濃煙滾滾。【註：橋本的陳述。】
「約克城號」航速慢，僅有十九節，但它仍然避讓了兩枚魚雷。可是它的要害部位中了兩枚魚雷。十四時四十三分，第一枚魚雷擊中左舷近中部，幾乎在同時，第二枚魚雷中的，彈著點比第一枚魚雷的略靠前。左舷燃油艙被炸壞，三個鍋爐艙和前發電機房進水，造成停電。操縱台一處發生故障，備用發電機的電送不出來。艦舵也出現故障，致使航空母艦在那天下午第二次無法動彈，向左舷傾斜了十七度。【註：「約克城號」報告；「約克城號」艦長致海軍作戰部長的信。內容：作戰損失報告。以下稱「約克城號」損失報告。】
「約克城號」繼續傾斜。在中第一枚魚雷後大約十分鐘時間，它的傾斜已達到二十六度，在艦上站立都成問題。左舷飛行甲板的邊緣幾乎已接觸到海面，幸虧當時海面上風平浪靜。奧爾德裡奇和德拉尼兩人都認為，傾斜已無法修正。由於停電，照明和艦內通話全部癱瘓，艦上各部位間的聯繫幾乎完全中斷。被炸壞的燃油艙淌出的油向傾斜的航空母艦各個部位蔓延，形成一層薄薄的、十分危險的油膜，點點火星就能釀成席捲全艦的大火。艦上只剩下六架飛機。總而言之，作為一艘航空母艦，「約克城號」已是徹底報銷了。艦上的人員是剩下的唯一財富。【註：「約克城號」損失報告。】