中途島海戰(Battle of Midway)是第二次世界大戰中美國海軍和日本海軍在中途島附近海域進行的一場大規模海戰，也是美國海軍以少勝多的著名戰役。
1942年6月4日，日本海軍第1航空艦隊司令南雲忠一率部對中途島美軍發起攻擊，遭遇美軍有準備的反擊。日軍4艘航母與美軍3艘航母對決，結果日軍慘敗，南雲忠一部隊損失全部航母與艦載機，死亡官兵2180餘人。美軍損失約克城號航母、150餘架飛機，360餘人陣亡。
中途島海戰規模宏大，戰史與軍迷的評論卻常常聚焦於一個關鍵詞——“換彈”。
中途島海戰
作戰計劃
1942年4月18日，美國陸軍航空軍杜利特中校率16架飛機轟炸東京等地，日本海軍大感臉面無光，聯合艦隊司令山本五十六決心攻佔日本島東南3000多公里的中途島與東北2000多公里的阿留申羣島，將海軍防線再向外推進，進逼夏威夷。作戰計劃大要出自聯合艦隊首席參謀黑島龜人之手，包括中途島和阿留申羣島兩個方向，目標是攻佔要地與尋殲美軍主力艦隊。山本五十六指揮整個作戰，包括如下5支部隊：
1.山本五十六兼任指揮的“主力部隊”，負責中途島作戰方向的後援、警戒，第1艦隊司令高須四郎指揮第2、9戰隊負責阿留申羣島作戰方向的後援、警戒;
2.第1航空艦隊司令南雲忠一指揮的“第1機動部隊”負責轟炸中途島、尋殲美軍艦隊;
3.第2艦隊司令近藤信竹指揮的“攻略部隊”負責登陸、佔領中途島;
4.第5艦隊司令細萱戊子郎指揮的“北方部隊”負責攻擊、佔領阿留申羣島阿圖島、基斯卡島;
5.第6艦隊司令小松輝久指揮的“先遣部隊”以潛水艇前出偵察、哨戒、襲擾;
第11航空艦隊司令冢原二四三指揮“岸基航空部隊”以威克島(中途島西南2000公里)、馬紹爾羣島爲基地，預定進駐中途島。
本次作戰號稱日本海軍成立70年來最大規模出動，除負責襲擊盟國商船的潛艇和負責佔領區警備的艦艇外，作戰艦艇幾乎悉數出動，總數達200多艘，其中戰列艦11艘、航空母艦8艘、重巡洋艦13艘、輕巡洋艦10艘、驅逐艦65艘、潛艇21艘、約700架飛機。參戰艦艇消耗的燃油和航行里程，超過非戰時期日本海軍全年的耗油量和航行里程。
在如此龐大兵力中，歸南雲忠一指揮的是赤城、加賀、飛龍、蒼龍號航母，榛名、霧島號戰列艦，利根、築摩號重巡洋艦，長良號輕巡洋艦，11艘驅逐艦，艦載機264架。
中途島作戰計劃被美軍情報部門偵知。美軍派出弗萊徹、斯普魯恩斯分別指揮的第17、16特混艦隊迎擊，共有約克城號、企業號、大黃蜂號3艘航母(248架艦載機)，7艘重巡洋艦，1艘輕巡洋艦，15艘驅逐艦，19艘潛水艇。同時加強中途島防禦兵力，分屬陸軍、海軍、海軍陸戰隊的岸基飛機共112架。
宏大作戰場面影響深遠併爲後世所熱議的，是日軍4艘航母對決美軍3艘航母。
海戰經過
6月4日4時30分，南雲忠一編隊到達中途島西北400公里預定位置，4艘航母派出“第一攻擊波”99式艦上爆擊機、97式艦上攻擊機、“零戰”(零式戰鬥機)各36架，由飛龍號飛行隊長友永丈市率領攻擊中途島。又派出偵察機向東、向南搜索美軍航母蹤跡，但有2架偵察機因爲彈射器故障延誤半小時起飛，1架向東搜索的偵察機因引擎故障中途返航。
日軍對中途島的空中攻擊未達成突然襲擊效果：中途島美軍飛機全部升空，或迎戰日本戰機、或躲避轟炸，機場空空如也。7時，友永丈市向南雲忠一報告戰況，認爲需要再次攻擊。“第二攻擊波”飛機雖已在飛行甲板待命，卻是準備用來攻擊可能發現的美軍艦隊。
7時10分始，中途島美國海軍陸戰隊F2A戰鬥機、TBF魚雷機、SB2U俯衝轟炸機，陸軍B-26、B-17轟炸機5批60多架反擊南雲編隊，效果甚微(陸基飛機海上戰術水平低)，反被日軍戰鬥機與艦炮擊落10多架。
因尚未發現美軍艦隊，南雲忠一決定再次打擊中途島，爲此需要將原用於對付美艦的飛機換裝彈藥，7時15分下令赤城、加賀號將裝好魚雷的飛機換裝對地攻擊的高爆炸彈。
7時30分利根號重巡洋艦偵察機發來電報，稱中途島北440公里的海面發現10艘美國軍艦。南雲忠一令其儘快查明艦種，同時暫停魚雷機的換彈。此時，中途島美軍第2批40餘架B-17、SB2U再次撲來。美軍機隊沒有戰鬥機護航，輕易被日軍的“零戰”擊退。
8時15分，利根號偵察機報告確認美軍艦隊有航母，南雲忠一下令各艦已改裝高爆炸彈的飛機重新改裝魚雷，準備攻擊美軍艦隊，飛行甲板上因堆放卸下的炸彈而混亂不堪。
8時30分，日軍參與“第一攻擊波”的返航飛抵艦隊上空，在此空域擔任護航的戰鬥機恰好也需要降落加油，而攻擊美航母的機羣尚未完成起飛準備，南雲忠一處於進退維谷的境地。部屬山口多聞(第2航空戰隊司令)認爲應立即起飛對艦攻擊機羣，但攻擊機羣換裝魚雷還未完成，即使發動進攻也無戰鬥機護航。若先安排起飛作業還將使待空的“第一攻擊波機”羣迫降。南雲忠一決定先收回油料已盡的飛機，再重新組織力量以進攻美軍艦隊。
8時37分，日軍航母飛行甲板開始進行回收飛機作業。回收作業完畢後，艦隊以30節的航速向北航行以避開中途島美機的攻擊，同時完成起飛作業準備。9時20分始，護航戰鬥機羣先行起飛。
當日軍艦載機攻擊中途島時，中途島美軍PBY水上偵察機很快確定了日軍航母的位置。7時2分始，3艘美軍航母上的艦載機升空奔赴400公里外的南雲編隊。就在日軍完成第2次換彈、準備起飛對艦攻擊機隊時，美軍84架SBD俯衝轟炸機、41架TBD魚雷機、26架F4F戰鬥機登場了。美軍航母先行起飛魚雷機，因其速度較低。但弔詭之處是，由於飛行途中的陰差陽錯，首先進入攻擊現場的卻是魚雷機。美軍魚雷機隊繼中途島陸基機羣之後被日軍宰殺殆盡，又正因爲他們的英勇犧牲才導致日軍後來的滅頂之災。
9時25分，大黃蜂號15架TBD魚雷機率先發動攻擊，但它們燃油將盡且無戰鬥機護航，全部被日軍“零戰”和艦炮擊落。緊接着企業號、約克城號28架TBD攻擊蒼龍號和飛龍號，所投魚雷無一命中，多數飛機反被擊落。
在日軍戰鬥機與美軍魚雷機交戰中，日軍對艦攻擊機羣102架完成起飛準備，日艦迎風全速航行，甲板上排列着待起飛飛機，又堆放着魚雷、炸彈，處於最易受攻擊的狀態。
10時24分，就在第1架日本攻擊機飛離飛行甲板時，企業號麥克拉斯基少校的33架SBD俯衝轟炸機進場，分兩隊各自攻擊赤城、加賀號航母。加賀號首先被4枚炸彈命中。隨後約克城號航母的17架SBD加入攻擊，3枚重磅炸彈命中蒼龍號航母。炸彈引發加賀號、蒼龍號大爆炸，19時後兩艦相繼沉沒。赤城號亦遭重創而喪失戰鬥力，次日凌晨被日軍驅逐艦用魚雷自沉。
赤城號受損後，南雲忠一令山口多聞在飛龍號航母指揮空戰，令第8戰隊司令阿部弘毅指揮其他艦艇，本人與艦隊司令部轉移到長良號輕巡洋艦。山口多聞11時發動反擊，18架99式艦爆機、6架“零戰”組成的攻擊編隊尾隨美軍返航飛機，12時5分到達弗萊徹編隊所在空域後立即發動攻擊，3枚炸彈命中約克城號。
14時30分，飛龍號又一批10架97式艦攻、6架“零戰”再次攻擊受傷的約克城號。身中兩枚魚雷的約克城號喪失戰鬥力，弗萊徹與司令部轉移到阿斯托里亞號重巡洋艦上，第17特混編隊指揮權移交給斯普魯恩斯。約克城號於次日下午再被日軍伊168號潛艇4條魚雷命中沉沒。
17時，美軍企業號航母的俯衝轟炸機隊攻擊飛龍號，飛龍號中4彈後引發大火與爆炸，喪失機動能力，次日凌晨被日軍驅逐艦以魚雷自沉，山口多聞與艦長加來止男隨艦喪生。
中途島海戰時，日軍聯合艦隊主隊在南雲忠一部隊後方550公里處。最初接到南雲部隊副指揮官阿部弘毅報告3艘航母中彈起火時，山本五十六立即率主隊與第1艦隊奔赴戰場，待到獲知飛龍號亦受致命攻擊後，山本五十六最終否決了首席參謀黑島龜人提出的用艦炮轟擊並登陸中途島的方案，下令取消攻佔中途島行動。
6月5日夜間近藤信竹第2艦隊的重巡洋艦“最上號”和三隈號因濃霧相撞，最上號重創，三隈號留下護衛。6日天明後，美軍大黃蜂號、企業號飛機多次轟炸兩艦，結果三隈號沉沒，重傷的最上號逃向特魯克基地。
日軍在中途島慘敗，阿留申羣島作戰卻很順利。6月7日登陸基斯卡島，次日登陸阿圖島，均未遇大的抵抗，只有美軍潛艇和水上飛機曾來襲擊。日軍龍驤、隼鷹號航母艦載機還攻擊了基斯卡島以東1100公里的阿留申羣島荷蘭港的美軍機場和潛艇碼頭。
中途島戰役
中途島海戰結果的關鍵因素
中途島作戰時日軍艦載機的反覆“換彈”常常被認爲是日軍慘敗的關鍵因素，歷史活動中的細節及其影響的確是一個饒有趣味的問題，細節更重要的意義是對於宏觀因素的反襯。例如我們可以問，如果先期到達日軍艦隊上空的美軍艦載機不是TBD魚雷機而是SBD俯衝轟炸機，而這些俯衝轟炸機又被日軍已升空的戰鬥機宰殺，會不會有不一樣的結果呢?TBD時速382公里，SBD時速400公里，魚雷機滯後於俯衝轟炸機是一個合理的假設。如果美軍俯衝轟炸機先於魚雷機進場且沒有得手，待到魚雷機來到時就算日軍零戰被消耗掉或油料已盡，航母規避魚雷攻擊還是很有效的，艦隊防空炮火也容易對付魚雷機。
中途島海戰最簡單的描述是：南雲忠一指揮4艘航母首先轟炸中途島以便登陸佔領，同時搜索尋殲美軍航母艦隊。美軍航母編隊已位於中途島東北方，當然就能先期發現南雲編隊。當美軍機羣到達南雲編隊上空時，南雲編隊的艦載機處於攻擊中途島、攻擊美軍艦艇編隊以及艦隊自身防空三項任務的交替作業中，結果就是捱了一頓狠揍。
著名推理小說《尼羅河上的慘案》有典型的細節因素：多爾太太在睡眠中被害，基於利益關係最易遭懷疑的兩人(其丈夫多爾及前女友傑基)卻因當晚餐廳發生的衝突被認爲無作案可能。大偵探波洛最終發現，解開謎案的關鍵是，餐廳衝突究竟是偶然發生的還是有預謀的?認定“最易遭懷疑的兩人因餐廳衝突無作案可能”的前提是餐廳衝突爲偶然事件，但如果餐廳衝突是有預謀的那麼往下的破案路徑就大不相同了。他自己當晚是難得的沉睡，可能有人在他的飲料下藥，因此推斷餐廳衝突是有預謀的，往下的一系列推理便導致謎案破解。
美軍事先破譯日軍密碼、獲知日軍作戰意圖，已將航母編隊佈置在中途島東北方向待機;中途島美軍的120多架陸基飛機並沒有被突襲的日軍消滅而是反過來攻擊了日軍艦隊;中途島美軍偵察機有目的地搜索很快發現日軍艦隊位置，因而美軍艦載機能先期直奔日軍艦隊。相反，日軍偵察機太遲才發現疑似美軍航母(美軍艦載機實際已起飛)，日軍15艘潛艇組成的哨戒線未能發現美軍蹤跡，因爲美軍艦隊在日軍佈防之前即已通過。
總之，美軍事先偵知日軍偷襲中途島，美軍有預謀迎戰南雲忠一纔是中途島作戰的關鍵情節。日軍對中途島的“第一攻擊波”未消滅中途島美機，說明美軍已有預防——不僅是中途島美軍，也包括美軍主力艦隊。美軍艦載機總會先期到達，即使日軍偵察機不發生故障而及時發現美軍航母也不會改變這一點。美軍艦載機的先期到達對日軍的打擊都是致命的，無論日軍發生不發生“換彈”事件。當然，日軍航母甲板上如果沒有堆滿彈藥也許不會發生大爆炸而很快沉沒，但一定會喪失起降飛機能力而退出戰鬥。
美軍早有防備這個事實徹底顛覆了日軍作戰計劃的預設前提，日軍卻沒有及時調整作戰目標與方式，山本五十六本人鞭長莫及，而南雲忠一沒有獲得更改作戰計劃的授權。
日軍的作戰企圖是攻佔中途島，吸引美軍航母參戰以便殲滅之。如果在攻擊中途島尚未得手時，第二個目標美軍航母出現了(日軍主力航母不是在外圍待機，而是直接以艦載機攻擊中途島，很容易被美軍偵知其位置，從而使兩個任務發生重疊)，該如何處置呢?這應當在作戰計劃中明確規定。發現美軍航母編隊時南雲忠一爲何沒有暫停中途島轟炸，轉而專事攻擊美軍航母?或者至少分兵只留一艘航母繼續轟炸中途島?這就是山本五十六是否授權的問題了。按照日本海軍參謀們制定的完美計劃，南雲忠一隻需要在美國艦隊到來之前攻擊中途島，等美國艦隊出現時中途島肯定已打下來了，再騰出手來迎戰美國艦隊，甚至還能得到陸基航空兵的支援(日軍準備進駐中途島基地的飛機已在日佔威克島上待命)。但合理的方案恰好相反，兩個目標中美軍航母最重要，一旦察覺美軍航母行蹤應立即放棄攻擊中途島，殲滅或逼退美軍航母后再來解決中途島，此時大和號戰列艦460毫米大炮也能發揮威力。
對手預有防備，攻佔中途島與打擊美軍航母編隊兩個目標沒有優先選擇，是導致日軍慘敗的關鍵因素。
其他因素
日軍攻擊中途島的飛機出發時，尚未發現美軍航母存在，航母上的下一批飛機卻是爲美軍艦艇準備的，這是作戰計劃認爲中途島美軍不堪一擊而作出的奇怪規定。南雲忠一決定再次攻擊中途島，導致第一次“換彈”。南雲忠一的責任在於，他至少可以暫停攻擊中途島、搞清情況再說——中途島美軍已有準備，則所有美軍都可能有準備!
在已經獲知美軍航母情報前提下，要不要第二次“換彈”?這確實是一個兩難的選擇。如果不“換彈”，日軍的攻擊機隊可以立即發起攻擊，但可能效果較差、自身嚴重損失，中途島返航的飛機也會因油料耗盡、無法降落而迫降(當時航母起飛作業與回收作業不能同時進行)。而且8時15分利根號偵察機報告發現美軍艦隊有航母，但準確的方位、數量尚待繼續偵察。這是參謀長草鹿龍之介、參謀源田實反對立刻攻擊的理由，基本上也說得通，所以這是個一念之差的問題。
還有一些“偶然”因素差點使得中途島海戰日美航母數量比不是4對3。日軍6艘襲擊珍珠港的主力航母，除參戰中途島的4艘外，還有瑞鶴號與翔鶴號。5月初剛發生南太平洋珊瑚海海戰，翔鶴號負傷奉命回國修理，瑞鶴號在中途島西南3000公里的特魯克羣島等待補充飛行員、飛機，兩艦因而缺席中途島作戰。珊瑚海海戰美軍失去列剋星敦號航母，太平洋戰區司令尼米茲不敢絲毫懈怠，令受傷的約克城號航母跛行7000公里回到珍珠港日夜搶修，趕赴中途島一路上修理工人還在敲敲打打，結果美軍以3對4的劣勢大敗日軍，約克城號航母最終靜臥於珍珠港西北2200公里洋底。
南雲忠一其人
海戰與陸戰的一大差別是，因燃料與彈藥消耗、艦員疲憊、傷亡導致缺崗、設備不可避免的故障、不可能臨時增減兵力等因素，一場海戰的持續時間必定很短，不在現場的指揮官基本無所作爲。日軍聯合艦隊如果不能打破無線電靜默，理應賦予南雲忠一臨機處置權。
二戰太平洋戰場發生數十場驅逐艦規模以上的海戰，最著名的當屬珍珠港襲擊戰與中途島航母戰，聯合艦隊司令山本五十六是總指揮，戰場指揮都是南雲忠一。
史上僅有的六次航母對決戰，南雲忠一指揮了三場。南雲忠一指揮的七場作戰中，珍珠港、外南洋、印度洋完勝，中途島、塞班島完敗，東所羅門羣島海戰、聖克魯斯海戰各有勝負。
一些資料稱南雲忠一的最後職務是“塞班島守備隊長”，這毋寧說是一個嘲笑。實際上南雲忠一最後任職是中太平洋日本陸海軍最高長官，有一個月時間裏還受權指揮大半個聯合艦隊。南雲忠一除1931年10月-1933年11月任軍令部第2課長外，沒有在海軍中央任職，也沒有在軍令部賦閒待命，在日本陸海軍將官中算得上是一個極端的例子。
