为两艘航空母舰提供护航的是托马斯金凯德少将的第二巡洋舰分队，由“新奥尔良”、“明尼阿波利斯”、“文森斯”、“北安普顿”、“彭萨科拉”号5艘重巡洋舰和“亚特兰大”号轻巡洋舰组成。担负警戒任务的是由“菲尔普斯”、“沃登”、“莫纳汉”和“艾尔文”号组成的第四驱逐舰分队以及由“巴尔奇”、“科宁厄姆”、“本纳姆”、“埃利特”和“莫里”号组成的第六驱逐舰分队，由亚历山大厄尔利海军上校指挥。此外，斯普鲁恩斯还有一支由“西马伦”和“普拉特”号油船组成、由“杜威”和“蒙森”号驱逐舰护航的补给船队。
“企业”号的舰桥上，受命于危难之际的斯普鲁恩斯少将眉头紧锁，目光炯炯。望着身后渐渐远去的军港，他在心中早已打定主意，无论威克岛的诱惑力有多么巨大，自己也决不会将舰队带入该岛周围1300公里的海域。日军显然已加强了那里的航空力量，他不打算与敌人的岸基航空兵交锋。目前处于守势的美军困难多多，还不是主动出击的时候。但少将相信总有一天，美军庞大的舰队将成功收复威克岛。他的目标最终未能实现，威克岛到战争结束时仍然在日本人手中。
斯普鲁恩斯希望在即将开始的大战中能击沉足够多的日军舰艇—越多越好，他不得不正视当前美军极端缺乏航母和驱逐舰的现实。此时尼米兹的声音又在他耳畔响起，“你们必须遵循不轻易冒险的原则。”如果中途岛最终沦陷但航母没有损失，他会因未能守住小岛受到国人的责骂，不管有没有尼米兹口头或书面的命令。如果他守住了岛而航母遭遇损失，那就违背了司令官要求的风险评估命令。当然，最坏结果是既未守住小岛又损失了航母，那样后果将不堪设想。火奴鲁鲁将完全失去防御力量，日本人对珍珠港的下一轮攻击乃至更多的打击将会接踵而至。现在时间对美国人来说极端重要，他必须尽可能多地把身边的舰船带回来，打赢眼下的这场战役需要有足够多的运气。
第十六特混舰队的主要指挥官都已收到了司令部下发的第29-42号作战计划。大家一致认为，这是一份具有迷惑力且令人提心吊胆的文件。计划虽未透露情报的具体来源，却叙述了敌人进攻中途岛的细节和具体时间，其详尽程度令人震惊。“企业”号领航主任理查德鲁布尔中校是一位惊险小说的痴迷者，看到计划也惊得目瞪口呆，“我们付给在东京为我们工作的人的每一分钱都是值得的。”中校认为，如此翔实的情报只能来源于美国潜伏在东京的某一位间谍。他完全没有想到，这些东西全都来自于他经常路过那栋楼的潮湿地下室。别说小小的鲁布尔中校，就连陆军参谋长也以为尼米兹的情报来源是他所熟知的“魔术系统”，—说马歇尔官僚似乎不算过分。
航行途中，斯普鲁恩斯出人意料地任命“企业”号舰长乔治默里上校为航空大队指挥官，虽然“大黄蜂”号舰长米切尔上校资历更深，且很快要晋升海军少将。显然，斯普鲁恩斯是想将航空作战的指挥权放在自己身边。这一无可厚非的作法引起了米切尔的强烈不满，他和斯普鲁恩斯的磕磕绊绊由此开始，并一直持续到战争结束。
就在美军第十六特混舰队驶向大海的同一天，东京时间5月29日凌晨5时，中途岛攻略部队主力从柱岛基地拔锚启航。首先出海的是西村祥治少将的第四驱逐舰战队，轻巡洋舰“由良”号一马当先，随后“村雨”、“五月雨”、“春雨”、“夕立”、“朝云”、“峰云”、“夏云”号7艘驱逐舰驶出内海向丰后水道迤逦进发。紧跟其后的是近藤中将亲自坐镇的第四巡洋舰战队的“爱宕”和“鸟海”号，以及高木中将第五巡洋舰战队的“妙高”和“羽黑”号四艘重巡洋舰，随后是久经沙场的第三战列舰战队第一小队的两艘快速战列舰“比叡”和“雾岛”号，由三川军一中将指挥。舰队末尾，是搭载战斗机和鱼雷机各12架的轻型航母“瑞凤号”—它是顶替在珊瑚海战沉的姊妹舰“祥凤”号出战的—以及驱逐舰“三日月”号。
高丨潮丨一幕接着一幕，随后驶出锚地的是山本主力舰队的护航舰只。最前面的是第三驱逐舰战队的旗舰轻巡洋舰“川内”号，上面飘扬着桥本信太郎少将的将旗。它身后有一长溜的驱逐舰：“吹雪”、“白雪”、“初雪”、“丛云”属于第十一驱逐舰分队，“矶波”、“浦波”、“敷波”、“绫波”号则属于第十九驱逐舰分队。
从表面看这一阵势已足够威风，但比起随后出场的几个“博士后”，它们充其量只能算学习成绩中等偏下的“初中生”而已。随后驶出的才是开战以来一直无所事事的巨型战列舰。第一战列舰队由山本大将亲自坐镇指挥，虽然只有区区3艘舰却也端地是非同小可。世界第一战列舰“大和”号长259米，宽39.6米，满载排水量7万吨，是当时世界上最大的战舰，它的冠军地位一直到1963年才被美国核动力航空母舰“企业”号掠走。舰上9门三联装460毫米巨炮一次齐发就可射出13吨炮弹，一座2000吨重的炮台几乎与一艘驱逐舰等重。2500名水兵生活在舰上就像呆在家里一样安全—它也因此被陆军讥讽为“大和旅馆”—当时美英任何主力战列舰都无法近前与之格斗。“大和”号不仅块头大火力强，速度也达到了惊人的27节，这在战列舰中是极为罕见的。
“大和”号的身后是战列舰“长门”和“陆奥”号，这对姊妹舰排水量均为3.27万吨，作为战列舰它们显然已过了壮年时期。联合舰队前旗舰是1920年11月在吴港下水的，11个月后“陆奥”号在横须贺船厂下水。两艘舰装有16门406毫米大炮，均在三十年代进行过现代化改装，更新了锅炉，加装了三层舰底以增强防潜能力。
随后驶出的是阿留申警戒部队岸福治少将第九巡洋舰战队的12艘驱逐舰—“朝雾”、“夕雾”、“白云”、“天雾”、“海风”、“山风”、“江风”、“凉风”、“有明”、“夕暮”、“时雨”、“白露”号。日本海军三大祥瑞“雪风”、“野分”、“时雨”联袂出演，也难怪联合舰队在这次空前的大海战中铩羽而归。驱逐舰身后是第九巡洋舰战队的“北上”和“大井”号轻巡洋舰。
最后驶出基地的是第二战列舰战队，高须中将的旗舰是不久前出现意外事故的“日向”号。“伊势”、“日向”、“扶桑”、“山城”4舰均为一战时期的老舰，现今已经是日落西山，前两者和后两者都属姊妹舰。“扶桑”和“山城”是日本海军年龄最大的舰只，分别在1915年11月和1917年3月建成服役。这4艘战舰是针对传统的水面舰炮对决而建造的，舰上有12门356毫米大炮，其火力依然非常强大。事实上就是让参加日德兰海战的约翰杰利科和莱因哈德舍尔站在包括“大和”号这样的战舰舰桥上，他们一样可以做得很好，因为除了舰炮射程更远、威力更大之外其它并没有什么改变。随着航空母舰逐渐成为未来海战的主角儿，它们也只好“只是近黄昏”了。
当斯普鲁恩斯的第十六特混舰队全部驶出珍珠港时，山本的主力舰队也已浩浩荡荡驶入了丰后水道。主力舰队已经5个月未曾出海，在第一阶段作战期间，他们在濑户内海进行了严格的战前训练，以备在可预见到的将来在与美国舰队的决战中起主导作用。现在看来，他们似乎刚刚有机会来证明这一点，因此舰员士气格外高昂。本次是“大和”号下水以来第一次远征海上，它的参战更增强了日军取胜的信心。
驱逐舰“夕风”号与搭载8架轰炸机的轻型航母“凤翔”号一起担任舰队的总后卫。与“兰利”、“竞技神”号类似，“凤翔”号是日本海军的第一艘航母，它竟然熬过了艰难而漫长的战争，1945年在吴港向美军投降，两年后在大阪被拆毁。
根据作战计划，高须舰队将于6月3日离开主力编队前往支援阿留申群岛的作战，山本主力舰队的其余舰只将继续向中途岛挺近。搭载袖珍潜艇的水上飞机母舰“千代田”和“日进”号也随山本大部队一起行动。总共11艘战列舰、8艘航空母舰、23艘巡洋舰、65艘驱逐舰和近90艘辅助舰只威风凛凛地向东、向北行驶，去进行人类以前不曾想象过的空前规模的大海战。