1. Флот противника, который практически уничтожен, отходит на восток. 2. Соединения Объединенного Флота, находящиеся поблизости, готовятся преследовать его остатки и одновременно оккупировать Мидуэй. 3. Главные Силы движутся курсом 90° на скорости 20 узлов и к полуночи будут в точке 32°10'N 175°43'Е. 4. Мобильному Соединению, Оккупационному Соединению (без 7-й эскадры) и Передовому Соединению (подводным лодкам) немедленно обнаружить и атаковать противника. (7-я эскадра получила приказ на полной скорости идти к Мидуэю и подвергнуть его мощной бомбардировке 203- мм орудиями, «приняв эстафету»у подлодки «I-168»).
Но у Нагумо'уже не хватало духа для столь решительных действий. На основании неточного сообщения гидросамолета с крейсера «Тикума» он в 2130 радировал Ямамото: «Силы противника состоят из 5 авианосцев, 6 крейсеров и 15 эсминцев. Они идут на запад... Мы защищаем «Хирю» и отходим на северо-запад на 18 узлах». В 2250 последовала новая радиограмма: «У противника осталось 4 авианосца ... 6 крейсеров и 16 эсминцев. Они идут на запад. Ни один из наших авианосцев не может действовать».
Ямамото ответил на эти панические донесения приказом Кондо, уже с 1400 спешившему на NE, бросив транспорты практически на произвол судьбы, помочь Нагумо, слишком потрясенному потерей авианосцев. В 2340 Кондо приказал всем своим кораблям (2 линкора, легкий авианосец, 4 тяжелых и 1 легкий крейсер, 7 эсминцев) подготовиться к ночному бою. К полуночи основные силы Кондо находились примерно в 125 милях от линкоров и крейсеров контр-адмирала Абе (прикрытие Нагумо), а недалеко за ними шел конгр- адмирал Танака со своей 2-й флотилией («Дзинцу» и 10 эсминцев). Если бы после 19 часов Спрюэнс пошел не на восток, а на запад, то вскоре после полуночи наткнулся бы на соединенные силы Абе и Кондо, прекрасно подготовленные к ночному бою. Наличие у американцев радара в артиллерийском бою отчасти бы компенсировалось положением луны, а авианосцы, не имевшие пока ночных самолетов с радарами, в темноте становились беззащитными. Безусловно японцы взяли бы реванш за дневной позор: с учетом отхода 17-го ОС против 5 тяжелых и легкого крейсера и 9 эсминцев они имели бы 4 линкора, 6 тяжелых и 2-3 легких крейсера и 18-30 эсминцев. К тому же с NW быстро приближались Главные Силы Ямамото. Но прежде чем Кондо успел разработать план боя, главнокомандующий изменил свое решение.
Согласно уточненным разведданным, все 4 авианосца Нагумо затонули или были близки к этому, а у противника оставалось два. Ямамото понял, что при броске его надводных кораблей на восток они могут за ночь не успеть настичь противника, а с рассветом попадут под атаки его авиации. Члены штаба разделяли его опасения, и в 0255 5 июня (2355 5 июня по Токийскому времени) он отдал приказ об общем отходе. В 0815 Кондо присоединился к Главным силам и они вместе двинулись на NW. Нагумо плелся за ними. В конце дня к ним присоединилось и Алеутское Соединение Поддержки. Назначенное Ямамото место для рандеву с танкерами 7 июня было так далеко от атолла Мидуэй, что всем стало ясно об его отказе от продолжения операции. Одиннадцать линкоров, два легких авианосца, шесть тяжелых крейсеров и несколько флотилий эсминцев были под непосредственным командованием Ямамото и ни один из этих кораблей, так и не увидел противника.
В 0215 5 июня Спрюэнс получил радиограмму от подлодки «Тэмбор» о «множестве неопознанных кораблей» (это была эскадра Куриты). Он подумал, что японцы не отказались от высадки на Мидуэй и в 0420 изменил курс с W на SW (230°), чтобы приблизиться к атоллу и оказать ему авиаподдержку. С 6 часов, находясь примерно в 130 милях к NE от Мидуэя, Спрюэнс начал получать сообщения от летающих лодок: сначала о двух столкнувшихся японских крейсерах, затем об огромном количестве кораблей в 200 милях к NW. Запоздалые и несколько неточные сообщения патрульных «каталин» создали у американского адмирала впечатление, что два японских авианосца все еще на плаву, хотя и повреждены. Ситуация требовала поразмыслить. Примерно в 0930 Спрюэнс изменил курс на запад и прошел в 50 милях с северу от Мидуэя, а затем, приняв решение атаковать северо-западную группу противника, повернул на курс 300° ив 112S начал погоню. В 15 часов авианосцы развернулись против ветра и начали старт самолетов. К 1543 в воздух поднялись 32 пикировщика с «Энтерпрайза» и 26 с «Хорнета». Из плохой погоды они не смогли обнаружить противника и только на обратном пути повстречали эсминец «Таникадзе», до последнего момента находившийся рядом с «Хирю», а теперь спешивший на соединение с главными силами. Эсминец не только уклонился от сброшенных на него пяти десятков бомб, но еще и сбил один «Донтлесс». Остальные вернулись на авианосцы уже в сумерках и впервые за войну совершили удачную ночную посадку.