能後，第八巡洋艦戰隊司令官阿部弘毅海軍少將在他自己的旗艦“利根號”重巡洋艦上就當然臨時擔起了對南雲部隊的指揮。與此同時，第二航空母艦戰隊司令官山口多聞海軍少將接替了指揮空中作戰，因為山口海軍少將的旗艦“飛龍號”航空母艦，是在這次敵機猛烈攻擊中唯一沒有受到損傷的航空母艦。
山口海軍少將是日本海軍中的第一流將領。他在海軍學校畢業時，成績是全班第二名。他跟那些不能把課堂上的才能轉用到戰鬥中去的高才生不同，他勇敢且富有遠見，是一位頭腦清晰而又能當機立斷的剛強的指揮官。
雖然敗局已定，但隻要我們還保存一點戰鬥力量，就必須繼續打下去。阿部海軍少將立即命令第十驅逐艦戰隊司令官木村進海軍少將帶領“長良號”輕巡洋艦和六艘驅逐艦，守衛著受傷的三艘航空母艦。南雲海軍中將及其幕僚轉移到“長良號”後，“長良號”成了南雲的旗艦。在每艘受傷的航空母艦旁邊都派有兩艘驅逐艦掩護，並準備好一旦任何軍艦必須棄艦時轉移其艦員。南雲部隊的其他兵力，以“飛龍號”為中心，繼續逐漸北撒。
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必須分秒必爭。山口海軍少將決定，馬上發動對美國航空母艦的進攻。10點40分，由十八架俯衝轟炸機和六架0式機組成的攻擊隊，在“飛龍號”飛行分隊長小林道雄海軍大尉帶領下起飛。小林海軍大尉一直隨同南雲部隊參加了曆次作戰。小林攻擊隊從四千米高度飛向敵艦。在飛往目標途中，他們發現美艦載機正在返航。小林示意他的飛行員悄悄地跟蹤敵機。可是，有兩架護航戰鬥機輕率地撲向敵魚雷轟炸機，使小林護航部隊隻剩下四架。式機。在離目標還相當遠的時候，他的機隊遭到了敵戰鬥機的攔擊，損失很重。但是仍有八架俯衝轟炸機飛抵目標上空，實施攻擊，其中兩架被敵巡洋艦和驅逐艦擊落，但另外六架俯衝轟炸機衝向敵航空母艦，投彈命中，使敵艦起火，濃煙滾滾。
在這次攻擊中，包括小林的飛機在內，損失了三架戰鬥機和十三架俯衝轟炸機。返航的五名轟炸機飛行員隻帶回了零星的報告，所悅的情況很不完整。這些報告概括起來是他們一共投了六顆炸彈，但不明命中了幾顆，或者說法不一。他們說，擊落了大約七架戰鬥機。但是，在有一點上他們是一致的，那就是一艘敵航空母艦失去了航行能力，他們看到這艘航空母艦升起了巨大煙柱。山口海軍少將斷定，這艘航空母艦至少中了兩顆二百五十公斤炸彈，受了重傷。
山口並不知道，“約克城號”(挨炸的就是它)上的損管隊乾得很出色，到14點達艘航空母艦靠自己的動力，又能以十八節航速行駛了(據本書日文版第192—193頁載：12點左右，小林的攻擊隊十八架俯衝轟炸機，在戰鬥機掩護下，到達“約克城號”以西大約二十海裡的上空。他們在這裡遭到了美國戰鬥巡邏機的截擊(美航空母艦有雷達，預先發現了日本飛機)。結果，隻有八架俯衝轟炸機逼近目標。其中，第一架立即被高射炮火擊落，第二架投彈命中了“約克城號”飛行甲板的升降機附近；第三架投彈後被擊落，炸彈剛剛炸中艦尾，使艦上的炮手遭到傷亡，並引起了小火災。還有三架俯衝轟炸機也投了彈，其中一顆命中了飛行甲板右舷中部，另外兩顆炸彈中有一顆遠彈，另一顆是近彈。這三架飛機投彈後，都墜入海裡了。第七架俯衝轟炸機投彈擊中了前部升降機，並引起火災。這架飛機也在投彈後被擊落。在這次攻擊中，日本攻擊隊一共投中丁三顆炸彈。“約克城號”由於鍋爐氣壓下降，立即失去了航行能力。飛行甲板被炸開的大洞，僅用三十分鐘即緊急修複。13點20分，“約克城號”靠自己的動力達到了二十節航速。轟炸引起的火災，也迅速被撲滅。但是，飛機還不能在飛行甲板上加油，它們是飛到“企業號”上加油的。——譯者)。
在最初發現美國航空母艦後，南雲海軍中將即已命令“蒼龍號”派它的新式高速偵察機與敵保持接觸，查明敵兵力。這架飛機隨即起飛，但一直沒有發回報告。該飛機在返航時發現“蒼龍號”中彈起火，因此在“飛龍號”甲板上降落。飛行員被喚到山口海軍少將跟前，他向山口解釋說：“發報機發生了故障，沒能及時報告，所以我急忙返航來報告，敵部隊中有‘企業號’、‘大黃蜂號’和‘約克城號’三艘航空母艦!”
雖然敵方首次進攻使用的機數已經說明，美國部隊不是如前所報告的隻有一艘航空母艦，但這個消息還是令人感到十分震驚。現在，“飛龍號”單獨麵對著三艘敵人第一流的航空母艦，其中僅有一艘受了輕傷。而且，在這三艘航空母艦中，有一艘就是我們認為已經在珊瑚海海戰中被擊沉，或者至少受重傷的“約克城號”航空母艦!
山口海軍少將決定用現有的全部飛機發動第二次攻擊。他選了“飛龍號”飛行隊長友永丈市海軍大尉帶領“飛龍號”上僅有的十架魚雷機(包括“赤城號”的一架魚雷機)和六架戰鬥機(包括“加賀號”的兩架戰鬥機)。友永的飛機左機翼油箱在空襲中途島時受損，還沒來得及修理。他這架飛機的地勤人員提出了這個問題。友永隻是含笑地說：“沒關係，不必擔心，左油箱讓它去吧，把另一個油箱加滿就行啦。”
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