尼米茲將軍在沒有其他情報來源的情況下，決心以羅奇福特的情報為依據，擬定作戰方案。
得知日軍即將進攻中途島後，美軍迅速加強了島上的防禦力量。中途島的守備部隊原來只有一個海軍陸戰隊營（750人），飛機52架。至5月底，海軍陸戰隊兵力已達3500人，飛機120架，還調來了一些火炮，特別是高炮，大大增強了島上的防禦力量，
盡管如此，一旦敵人來襲，沒有海上部隊的有力支援，光靠島上部隊還是難以固守。那麼，尼米茲將軍究竟能夠派遣多少艦艇前來支援呢？
珍珠港被襲後，太平洋艦隊的戰列艦部隊已不存在。日美開戰後，美軍在太平洋戰區共有5艘航空母艦，其中的“列克星敦”號在珊瑚海海戰中已被擊沉，“約克城”號也在這次海戰中被擊傷。“薩拉托加”號航空母艦于1942年1月被潛艇擊破，在聖迭戈剛剛修好，但因該艦的正在陸上接受訓練，還不能立即投入戰斗。“企業”號和“大黃蜂”號兩艘航空母艦完成對日本本土空襲任務後，立即趕去參加珊瑚海海戰，但它們還沒趕到珊瑚海，海戰就已結束，這兩艦便留在南太平洋執行其他任務。因此，在5月15日以前，尼米茲實際上沒有一艘航空母艦可以用在中途島方向。
當5月16日尼米茲斷定敵人的進攻目標是中途島後，當天就向南太平洋發報，命令那里的航母部隊火速返回珍珠港。這樣，以“企業”號、“大黃蜂”號為主體的第16特混編隊和以“約克城”號為主體的第17特混編隊，便立即飛速趕往夏威夷。
珍珠港之戰後，山本五十六的名聲顯赫一時，人既把他看成是劊子手，又對他的戰爭魄力和謀略敬畏三分。用誰來對付山本呢？尼米茲首先想到了威廉·哈爾西海軍中將。
哈爾西是美國最有名的航空母艦指揮官之一。他是半個水手、半個飛行員，是個全面的美國海軍軍人。哈爾西1904年畢業于美國海軍學院。在升為上校並有突出建樹之後，他轉向海軍航空方面。1934年，他在彭薩科拉取得飛行員資格。其後，曾任第1、第2航空母艦分隊的第一任司令。1940年6月起，哈爾西任和平時期主力艦隊航空兵司令，並被授予海軍中將軍銜。日本占領馬紹爾群島後，由于他對敵占區的進攻非常，因而成了太平洋戰爭以來美國人可以引為驕傲的第一位海軍英雄。更為引人注目的是，正是他率領第16特混艦隊，將執行轟炸東京任務的杜利特爾中校及其空襲飛機運送到了攻擊出發海區。哈爾西身材高大，體魄健壯，但長相卻丑得出奇。他那印滿深深皺紋的面龐，安放得極不協調的五官，以及十分突出的眉頭，使他活像一尊圖騰像。但在美國人的眼中，他也是最和藹可親的人之一。他手下的官兵對他極為信賴。在哈爾西的部隊中，人們經常會遇到這種情況：幾個美國水兵湊在一起，非常熱烈地談論哈爾西。
根據尼米茲的命令，第16特混艦隊的兩艘航空母艦應于5月26日進港。5月26日這天，在尼米茲急切等待中，第16特混艦隊按照預定時間到達了珍珠港。11時58分，“企業”號航空母艦率先進入泊位。7分鍾後，“大黃蜂”號航空母艦也進入泊位。
作為第16特混艦隊指揮官的哈爾西，此時全身正在發皮疹，奇癢難忍。別人建議的療法他都試過，但都無濟于事。這種狀況從空襲東京時就已經開始了。所以他只好到醫院檢查。醫生確診為“全身皮炎”，估計是精神高度緊張加上熱帶陽光照射所引起的，要他立即住院治療。但是，哈爾西一直拖著病體堅持在崗位上。
尼米茲已經有一段時間沒見到哈爾西了。當尼米茲在“企業”號航空母艦上看到哈爾西時，他驚呆了。尼米茲看到，穿在哈爾西身上的軍服顯得空空蕩蕩，他的體重至少減輕了20磅；從他發黑的眼圈可以看出，他度過了許多不眠之夜。6個月來，除了短暫的泊港以外，哈爾西一直待在艦橋上。他已積勞成疾，顯然不能繼續帶領艦隊作戰了。
當確定哈爾西不能參戰後，尼米茲十分失望。哈爾西既是戰斗指揮官，又是經驗豐富的飛行員，而且還善于鼓舞士氣。有人誇張地說，哈爾西本人的力量就能趕上一支特混艦隊。
雖然哈爾西不能直接參戰，但他卻間接地為中途島海戰的勝利做出了貢獻。
在哈爾西被急送入院之前，尼米茲請他舉薦可以替代他的指揮官。哈爾西毫不猶豫地提出了他的和同事、他的巡洋艦隊司令雷蒙德·A.斯普魯恩斯海軍少將。對于哈爾西的舉薦，尼米茲當即表示贊同。
5月26日上午，斯普魯恩斯乘坐旗艦“北安普頓”號巡洋艦隨第16特混艦隊駛入珍珠港。泊港後，他登上“企業”號，等著向正與尼米茲談話的哈爾西報告情況並詢問近期內的作戰計劃。在那里，斯普魯恩斯得知哈爾西很可能要住院，但根本沒有想到他自己將要接替指揮。後來他說：“因為我不是飛行員，而且珍珠港有不少飛行員資曆比我老，所以當時我以為他們之中的某一位將會接替哈爾西的職務，而根本沒有想到會任命我為第16特混艦隊司令。”
尼米茲召見斯普魯恩斯後，告訴他：“日本人計劃攻占中途島並進而攻打阿留申群島，我們將用現有部隊進行抵抗。哈爾西已經住院，你將擔任第16特混艦隊司令並接管哈爾西的參謀班子。”尼米茲還告訴他：由于第17特混艦隊司令弗萊徹的級別在他之上，因此弗萊徹將擔任此次作戰統一的指揮。接受命令後，斯普魯恩斯聽取了情報簡介。
在尼米茲指揮中途島戰役時所作的諸項決策中，最重要、最有深遠影響的是選擇了斯普魯恩斯擔任第16特混艦隊司令。當時，在美海軍高級軍官這個小范圍之外，斯普魯恩斯鮮為人知。而且，他也沒有當過飛行員。但是哈爾西推薦了他，尼米茲也欣然同意。尼米茲說：“這是一個我從不感到後悔的選擇。斯普魯恩斯有卓越的判斷力。他這樣的指揮官總是先對各種情況進行徹底的調查了解，然後進行細致周密的考慮，一旦決定打，就狠狠地打。斯普魯恩斯與格蘭特將軍一樣，善于把戰爭打到敵人那里。”他強調說：“這樣的指揮官我非常需要。此外，斯普魯恩斯還非常大膽，但從不魯莽。他也比較謹慎，而且有打仗的天賦。”
離開尼米茲辦公室時，斯普魯恩斯對受此重任雖有些意外，但並未感到有太大的壓力。相反，在保衛中途島作戰之際臨時擔任第16特混艦隊司令，為他施展自己的才干提供了一個機會，使他感到很高興。
斯普魯恩斯1907年畢業于海軍學院，曾在驅逐艦上任過職，當過輪機軍官，在射擊指揮方面也是行家。他還擔任過戰列艦“密西西比”號艦長及第10海戰區司令。戰爭爆發前不久，他開始擔任哈爾西的第16特混艦隊巡洋艦隊司令。在突然接受這一挑戰之時，斯普魯恩斯已經是56歲了。