不过，美国对日本的意图了如指掌。由于海军作战情报组的努力，切斯特·尼米兹海军上将的参谋们知道日本人正在计划另一场进攻。海军作战情报组能够部分破译日军的JN-25密电码，从而披露了代号为AF的地理位置就是日本攻击的目标。为确定AF所指代的具体地点，驻守中途岛的美军守卫部队发出了一封虚假的明码无线电报，称岛上的淡水即将告罄。当盟军在澳大利亚的监听站获取一条声称AF的淡水即将用完的日军无线电报时，尼米兹便知道中途岛就是日本意图攻击的目标。
于是，美国海军能够为驶向中途岛的日军舰队设下陷阱。由于日本海军相信经过了珊瑚海一战的美国舰队正远在珍珠港休养生息，他们急急忙忙要在美军增援到达之前夺取中途岛。因此，南云忠一海军大将没有部署潜艇封锁线以提供针对美国舰队动向的预警。
当日本飞机在对中途岛进行首轮轰炸后加油和补充弹药时，杰克·弗莱彻和雷蒙德·斯普鲁恩斯海军上将能够打日军舰队一个措手不及。出其不意的打击让日军损失了参战的全部4艘航母，而美国只损失了3艘参战航母中的1艘（即在珊瑚海之战中受重伤后紧急修复的“约克城”号）。与日军航母被全歼同样后果严重的是其经验丰富的航空兵和水兵的损失。从此次胜利开始，美军能够取得战略主动，首先是1942年8月实现了对瓜达尔卡纳尔岛的登陆。
该假想状况中的第一级反事实假设设定在战役开始之前。正如我们看到的，美国能够出奇兵击败日本海军，是由于聪明地利用了假情报。倘若截获中途岛淡水告急电报的日本电台操作员找到上司，质疑美国人为什么要发明码电报，难道他们不在乎被日军知道中途岛快没淡水了，情况又会怎样。只要少许的想象力，日本情报分析人员就可以（甚至应当）猜出这是美军在使诈。第二级反事实假设由此提出。山本五十六可以取消对中途岛的进攻，为日本航母选择其他攻击目标：也许可以对斐济、澳大利亚或阿拉斯加的荷兰港重新发动攻势。不过，正如库克说的，山本完全了解要想保持战略主动，需要对美国太平洋舰队进行致命打击。他更有可能同样在中途岛为美军设下陷阱。遵照日本海军的舰队决战思想，山本五十六和日本海军参谋本部更希望把美国剩下的航母拖入决战。在太平洋舰队被消灭和夏威夷受到威胁的情况下，山本希望美国主动寻求和谈，从而确保日本对亚洲的征服成为既定事实。
