Наконец в 18.20 кто-то обнаружил внизу одинокий кильватерный след корабля, идущего полным ходом в западном направлении. Цель была, конечно, ничтожной, но нужно было либо атаковать ее, либо возвращаться ни с чем на авианосцы. Было принято решение атаковать, и 58 пикирующих бомбардировщиков, ведомые Дэйвом Шамвеем, ринулись вниз на свою одинокую жертву. Казалось, столь неравный бой должен кончиться быстро, но ничего подобного не произошло.
Корабль, оказавшийся эскадренным миноносцем, крутился и маневрировал с фантастическим мастерством. 58 бомб со свистом устремились вниз, но ни одна из них не попала. Хуже того, зенитным огнем был подбит и упал в море самолет лейтенанта Сэма Адамса.
Возвращаться на авианосцы пришлось уже в полной темноте, а ни один из пилотов не имел опыта ночных посадок. Невзирая на очевидный риск, командир "Энтерпрайза" капитан 1-го ранга Джордж Муррей приказал включить палубные огни и подсветку аэрофинишера. Руководящий посадкой лейтенант Робин Линдси принимал на авианосец один самолет за другим, и, казалось, что этот парад никогда не кончится. Линдси повернулся к сигнальщику и спросил, как много самолетов будет еще. "Будь я проклят, если я знаю, - ответил матрос. - Мы их уже приняли больше, чем имели". Оказалось, что 5 самолетов с "Хорнета" сели у них. В свою очередь один бомбардировщик с "Энтерпрайза" сел на "Хорнет".
Лейтенант Раф Джонсон, ведущий 8-й бомбардировочной эскадрильи, вообще не мог обнаружить ни того ни другого авианосца - у него вышел из строя радиокомпас, а баки были пустыми. Джонсон спросил своего стрелка-радиста Маккоу, умеет ли тот плавать.
Маккоу ответил, что нет. К счастью, в последнюю минуту Джонсон обнаружил соединение и запросил "Хорнет", чтобы авианосец зажег посадочные огни. Воды, в которых находились авианосцы, были очень опасными, вокруг могли рыскать японские лодки, но пилоты были слишком драгоценны, чтобы капитан 1-го ранга Митчер колебался хотя бы мгновение. Два прожекторных луча прорезали темноту, и Джонсон совершил посадку, не имея горючего даже для того, чтобы отъехать от аэрофинишера.
Этот день был столь же бесплодным и для "летающих крепостей". Утром 8 бомбардировщиков в конце концов обнаружили поврежденные японские крейсера. Выйдя на цель, В-17 сбросили на противника 39 бомб с высоты 20 000 футов, не добившись ни одного попадания.
После полудня неугомонные "летающие крепости" вылетели снова, на этот раз на поиск того самого "горящего авианосца", за которым охотился Спрюэнс. Конечно, они ничего не обнаружили, кроме одинокого эсминца, который только что отбился от 58 пикирующих бомбардировщиков. На этот раз на японский корабль обрушилось 79 бомб, но снова ни одна из них не попала в цель.
Капитан 2-го ранга Мотоми Кацуми был мастером своего дела. Блестяще маневрируя своим эсминцем "Таникадзе", он умудрился уклониться от бесчисленного количества американских бомб. "Таникадзе" был отправлен адмиралом Нагумо проверить, затонул "Хирю" или нет. Ничего не обнаружив, эсминец повернул назад, когда на него набросились и пикирующие бомбардировщики, и "летающие крепости". Только одна бомба причинила повреждение эсминцу. Разорвавшись вблизи борта, она засыпала "Таникадзе" осколками, которые пробили броню башни No 3, вызвав в ней взрыв, убивший всех находящихся там людей. Это не помешало эсминцу продолжить свой путь и после захода солнца соединиться с главными силами флота.
Отступающие на запад корабли японского флота со страхом и напряжением ожидали ударов американской авиации. В 14.30 радиоразведка предупредила о самолетах противника, идущих на большой высоте. Тревога оказалась ложной, но многим потрепала нервы. Затем, в 17.25, с крейсера "Нагара" сообщили о нескольких американских бомбардировщиках, идущих на запад. К счастью, облака надежно прикрыли корабли, и самолеты противника их не обнаружили. То, что американцы не смогли обнаружить в этот момент японский флот, просто невероятно. Армады кораблей адмирала Ямамото в этот момент уже соединились в 350 милях северо-западнее Мидуэя. В этот момент все корабли стояли без движения, а катера перевозили подобранных из воды и снятых с авианосцев людей с эсминцев на линкоры "Харуна", "Кирисима", "Муцу" и "Нагато".
Весь остаток дня и всю ночь Ямамото уводил свой флот все дальше на запад, стараясь выйти из радиуса действия авиации противника. Рано утром 6 июня подошли крейсеры Куриты - "Кумано" и "Судзуя" Большая часть флота была уже в безопасности, не считая крейсеров "Могами" и "Микума", которые вместе с двумя эсминцами остались далеко позади и должны были теперь сами о себе заботиться.
Всю ночь 5 июня и предрассветные часы 6 июня адмирал Спрюэнс продолжал идти на запад осторожным 15-узловым ходом. Поняв, что ему не удастся настигнуть главные силы японского флота, он решил заняться поврежденными крейсерами противника. В 5.10 "Энтерпрайз" выпустил 18 разведчиков для 200-мильного поиска на западе, и в 6.45 противник был уже обнаружен. Одновременно "Хорнет" выпустил первую ударную волну - 26 пикирующих бомбардировщиков и 8 истребителей, которые в 9.30 уже настигли японцев. В 9.50 ведущий бомбардировщиков "Хорнета" скомандовал по радио: "Атака по готовности!", и бомбардировщики с ревом устремились вниз, нанеся удар по обоим крейсерам и эсминцу. Японцы яростно огрызались плотным зенитно-заградительным огнем, в результате которого был сбит один бомбардировщик. Авиагруппа с "Хорнета" отправилась на авианосец за новыми бомбами. После их ухода наступила очередь бомбардировщиков "Энтерпрайза".
В 10.45 лейтенант Велли Шорт повел в атаку 31 пикирующий бомбардировщик, 12 истребителей и 3 торпедоносца. Они быстро обнаружили японцев и в 12.30 устремились на крейсера противника, вдохновляемые предыдущим триумфом, жаждой крови и отсутствием смертоносных "Зеро". Когда в 14.45 вернулись бомбардировщики с "Хорнета", оба крейсера горели, а один из них оставлял экипаж. Эскадренный миноносец стоял у борта покидаемого крейсера, принимая людей. Заметив приближающиеся бомбардировщики, эсминец попытался отойти, но был накрыт попаданием с бомбардировщика лейтенанта Слайтона Фишера. Завершили атаку истребители, обстреляв с бреющего полета корабли противника. Когда лейтенант Сатерленд вел свой истребитель в атаку, он заметил на одном из крейсеров большое количество людей, которые сгрудились на корме, махая руками в бессильной ярости. Лейтенант внезапно почувствовал жалость к этим людям, оказавшимся в безнадежном положении. Возвращаясь на авианосец, он размышлял о том, как могло случиться, что враг, которого он ненавидел, вызвал у него чисто человеческое сострадание.