6月4日凌晨，當南云艦隊的飛機起飛後前往空襲中途島時，山本五十六海軍上將遠在南云後面450余海里的洋面上。他的胃病雖然鬧得正凶，但心情仍然十分激動，因為自己一手導演的一場精彩海戰就要開始了。
山本非常自信，他認為這一次還會像在珍珠港那樣，人成為整個戰場的主宰者。但是，戰局的發展卻大出他的意料。
早晨7時28分，山本的偵察機發來電報：“發現10艘敵艦！”這封電報猛然將沉浸在美好夢境中的山本驚醒。
“大和”號旗艦艦橋上的人聞訊後都顯得十分緊張，山本更是緊繃臉皮，一言不發。
這種緊張的氣氛沒過多久，又接連收到兩封電報，告知美軍艦隊由5艘巡洋艦和5艘驅逐艦組成，繼而又報告說後邊好像只有一艘航空母艦。
“大和”號戰列艦上的氣氛頓時放松下來，一些人甚至莫明其妙地高興起來，還有人說：“這倒是一大塊肥肉！”
此時，山本和他的幕僚們有一種很奇怪的樂觀情緒。他們認為美軍航空母艦肯定會被南云的艦載飛機干掉，過不了多久就可以聽到南云報來的佳音。
但是，10時50分，通信參謀和田雄四郎海軍中校滿臉沉痛，一言不發地把一份急電遞給了山本。這是阿部海軍少將從“利根”號上發來的。
電文說：“遭敵艦載機和陸上飛機的攻擊。‘赤城’號、‘加賀’號和‘蒼龍’號起火。擬以‘飛龍’號與敵航空母艦交戰，我們暫時北撤，重新集結兵力。”
噩耗傳來，猶如晴天霹靂，山本和他的幕僚個個目瞪口呆。
山本本人和他的參謀們並沒有指望在這場大規模海戰中他們的艦隊會完好無損。如果損失一艘航空母艦，他們完全可以泰然處之；損失兩艘，雖說是嚴重的挫折，也還可以忍受；然而，現在卻是損失3艘！損失如此慘重，完全出乎他們的意料。
所以，此時此刻，聯合艦隊司令部內人人腦瓜發木，手腳冰涼。司令部再也不是早先那樣鎮定自若、工作有條不紊的集體了。首席參謀黑島龜人海軍上校先是暴跳如雷，急得拍桌子，繼而又痛哭流涕，活像一個意大利歌劇的演員。
然而，直到這時山本依然認為，美軍的海上編隊中只有1艘航空母艦，日本的“飛龍”號航母還完好無損，仍可打敗美軍艦隊，並在中途島登陸。因此，山本于12時20分向部隊發出了大致如下內容的電令：
各部隊按下列要點行動，以期攻擊中途島以北之敵：
1．主力部隊12時的位置是北緯34度35分、東經171度05分，航向120度，航速20節；
2．登陸部隊的近藤本隊以部分兵力掩護登陸輸送隊暫時向西北方向退避；
3．北方部隊的角田航空戰隊速與南云機動部隊會合；
4．第3、第5潛艇戰隊進入丙警戒線展開。
發出這道命令後，山本和他的幕僚最關心的，是中途島美軍還有多少航空兵力，因為這是制定下一步作戰計劃的主要依據。雖然日本的3艘航空母艦都失去了戰斗力，但“飛龍”號還完好無損，可以用它來攻擊美軍的航空母艦。此外，還可進行海上夜戰，或者采取別的攻擊手段。但攻擊美軍岸基航空兵力只能依靠機動部隊。從友永機隊要求對中途島實施第二次空襲看，第一次攻擊不會很。山本因此擔心，如果不立即摧毀中途島的航空基地，人可能從夏威夷調去更多的飛機，這樣的話，占領中途島就更難了。
此時，黑島海軍上校建議，派一支水面部隊夜里去炮轟中途島。山本海軍上將立即采納了這個建議，命令離中途島最近並擁有高速艦的近藤海軍中將的攻略部隊主力去執行這一任務。山本還決定，把原定的中途島和阿留申群島的登陸作戰推遲到殲滅美軍航空母艦部隊以後。按照這些決定，山本海軍上將于13點10分發出了如下命令：
1．使用C號方案進攻敵艦隊；
2．登陸部隊派出部分兵力于今夜炮擊並摧毀中途島上的陸上航空基地；
3．中途島和阿留申群島的登陸行動暫緩實施。
山本在這里所講的“使用C號方案進攻敵艦隊”，就是要把中途島和阿留申兩地的海上部隊全部集中起來，去同敵人艦隊決戰。
按照山本的命令，近藤中將派其第7戰隊（栗田所部）前去炮擊中途島機場，各登陸輸送隊掉過頭來向西航進。
這時，山本急切希望角田率領“龍驤”號、“隼鷹”號兩艘航空母艦盡快到來。可是，“大和”號于15時30分收到角田發來的電報卻是：
我部收回襲擊荷蘭港的攻擊機隊之後，盡速南下。
6日晨，將在北緯44度40分、西經176度20分進行補給，爾後去與南云部隊會合。我隊4日15時的位置，在荷蘭港西南120海里處。
通過戰術計算，山本知道角田部隊在8日下午之前根本趕不到中途島指定戰位，他的這一打算只好作罷。
這時候，“大和”號陸續收到一些偵察機的報告。綜合這些報告，聯合艦隊司令部對當面敵情作出了基本判斷：在美艦隊中至少有大型航空母艦3艘、重巡洋艦5艘、驅逐艦15艘，這是一支很難對付的強大兵力。
17時55分，山本又收到一份更為不利的電報：“飛龍”號中彈起火。