日軍表演的一個精彩“節目”，給美軍官兵留下了深刻印象。當一個日軍編隊飛過來時，美軍官兵看到，領隊的日機突然離開機群，俯沖到離地面大約100英尺時，翻轉機身，仰面朝天，優哉游哉地從停機坪上方飛過。駕駛員把拇指放在鼻子上，以示對人的嘲弄。這究竟是為了分散美軍的注意力，還是對美軍表示蔑視，抑或純粹是裝模作樣的虛張聲勢呢？美國人看得目瞪口呆，有好幾秒鍾都忘了射擊。後來，有個陸戰隊員一邊喊著：“搞他媽什麼鬼名堂！”一邊轉動高炮向那架飛機開火。那架飛機中彈後，搖搖晃晃地鑽進了大海。
日軍飛機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，把跑道炸開了一個大坑。一架俯沖轟炸機投下的炸彈不偏不倚正好擊中VMF-221中隊的彈藥補給所，引爆了8顆100磅的炸彈以及1萬發子彈，炸死了4名維修人員。
6時38分，一架俯沖轟炸機炸毀了發電站，從而使島上的供電系統和一個蒸餾水廠陷于癱瘓。這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，從而使美軍不得不靠人工為飛機加油。
陸戰隊的伙房被炸彈擊中，鍋碗瓢盆一齊飛上了天，食品全都成了粉末。小賣部的啤酒、罐頭被炸得像榴霰彈一樣四下橫飛。有一只罐頭砸在一名機槍手的太陽穴上，把他砸得昏了過去，他醒來後喘著大氣，幽默地說：“我從來不會空著肚子喝啤酒的！”這顆炸彈還炸飛了裝著香煙的紙箱子，白色的香煙雨落得滿地都是。陸戰隊員們高高興興地搶著去撿煙，誰撿到的就歸誰。
沙島的3個貯油罐被徹底炸毀。這些油罐的油整整燒了兩天，滾滾的濃煙遮天蔽日，高射炮的火力發揮因為濃煙彌漫受到很大影響。
禁閉室被炸平，好在當時里面沒有關人。屋頂上畫著巨大紅十字的海軍診療所被兩顆炸彈擊中，爆炸後燃起了沖天大火。海軍洗衣房也挨了一顆炸彈，房內的衣物全部化為灰燼，害得拉姆齊只剩下了身上穿的衣服，這身衣服他一直穿到6月12日回珍珠港後被尼米茲召見時。
兩架美軍飛機與兩架日軍“零”式機在空中厮殺。由于“零”式戰斗機性能好，美機顯得有些招架不住，只好試圖把它們引誘到高炮陣地上空，讓地面火炮打它們。結果，一架美機裁了下來，另一架也危在旦夕。幸虧地面上的美軍高炮突然一陣猛烈的射擊，救了那架美機的性命。
日本飛行員對美國人毫不手軟。帕克斯少校的飛機被擊中後，在飛機墜落之前跳傘逃生。一架“零”式飛機看到後，立即飛過去用機槍掃射，帕克斯少校成為了空中的活靶子。許多美軍官兵親眼目睹帕克斯少校慘死的情景。陸軍航空隊聯絡官沃納少校悲憤交集，難以成語，他揮筆疾書了一份報告，連正式報告中應該注意的格式、語法和標點符號也忽略了。他說：我親眼看見日本“零”式機向跳傘的帕克斯掃射的情景，甚至在他向礁石上降落時日本人也不放過。這個敵人是地地道道的冷血動物。不要上當，認為日本鬼子也像我們一樣珍惜生命，不會，這是被反複證明了的……
6時43分，南云收到友永的電報：“我們已完成任務，正在返航。”
5分鍾後，中途島上的雷達站向營指揮所報告：“敵機群沿300度方位離去。”
7時15分，賽馬德發出解除空襲的警報，召回飛機並與參謀人員一起統計損失情況，研究下一步對策。
然而，發出電文後返回的美軍戰斗機少得可憐，26名飛行員中有14名在點名時永遠不會有人答“到”了，另外還有幾個人受了傷。能繼續進行作戰的戰斗機只剩下了2架。中途島的美軍戰斗機基本上全軍覆沒。
付出如此之大的代價，戰果如何呢？美軍共擊落日機10余架，擊傷30余架。
中途島上受到的破壞和損失比預想的要小，全島有20多人死亡，飛機跑道只受到輕微的破壞。
美國人認為：日本人是故意不炸毀跑道，以便奪占中途島後留給他們自己用。美國人的分析是正確的。
美軍的充分准備和早期發現日軍來襲的機群，大大降低了日軍空襲的效果，因此日軍對中途島的空襲沒有達到預定目標。
領隊的友永丈市海軍上尉在對第一波次攻擊的效果進行初步分析後，認為必須進行第二次攻擊。因此，他在飛機返航的時候（6時43分）發出無線電報告：“需要進行第二次攻擊。”