攻击部队驶离本土前，日本人还有一些疑问和难题有待解决。因此，5月24日08：30，在“大和号”上再次进行了中途岛及阿留申群岛作战的图上推演。山本站在中间，周围是宇垣、黑岛、渡边、三和及其他几个忠实的幕僚。他们对自己敬爱的首长十分信赖。是他果敢地制定了袭击珍珠港的战略。这位百战百胜的长官制定的作战计划怎么会有差错呢？
推演按照计划进行得很顺利。下午，山本召开作战评议会。会上出现了一个具体问题：如果敌舰队出来迎战，北方部队该如何动作？与会人员一般都认为：“如无强敌出动，则应按原计划空袭荷兰港。”
黑岛说得慢条斯理但很有说服力：“攻岛作战应作为主要目的。但如能有抓住并歼灭包括航母在内的敌舰队的战机，上述原则即不再适用。”
宇垣参谋长转身问北方部队的唯一代表、第五舰队参谋长中泽佑海军大佐：“即使发现北方作战已无可能，中途岛作战也还可以按原计划进行吗？”
中泽回答说：“我们没有任何反对意见。”
一直在注意听的三和开了腔：“如果那样，就应暂停攻岛作战，寻机与敌舰队交战。”
这时，宇垣作了简短发言，强调侦察机的敌情报告必须准确。接着，三和发言说：
如果北南两个方向均出现敌舰队，则可以比较有把握地断定南面的敌舰队比北面的强大。比如，如果有2艘正规航母、2艘改装航母和数艘战列舰出迎我军，则可以认为南方的舰队是由2艘正规航母组成，而北方的舰队只有2艘改装航母。
如果在岛链以南出现一支敌舰队，则可根据当时的战况，调我北方部队南下加入主力部队。
如果一支强大的敌舰队出现在北方，我北方部队则应设法将其诱向西南，以便与我主力部队合力攻击之。
但是，如果敌舰队在西经160°以东，我潜艇部队应反复攻击之，我机动部队主力则应寻机攻击之。视气候条件，攻岛作战可延期进行。
只要有可能就尽力消灭敌舰！这就把头等大事真正放到了首位。黑岛经过一番严肃认真的思考后，提出了自己个人的看法：“我们不能过分依赖航空兵部队，水面舰艇部队必须准备在必要时作出牺牲。”
常与黑岛意见相左的宇垣，在这点上与他看法一致。他说：“虽然航空兵部队在打击敌薄弱环节上很起作用，但也可能出现不能运用这一原则的情况。”宇垣还进一步强调了航空母舰的弱点，并引用原少将的珊瑚海海战报告作为佐证。
与往常一样，最后由宇垣发言。他以愉快的声调说：“看到必要的准备工作已经就绪，可以如期发起这次战役，我和你们一样也很高兴。”然后，他告诫说：
由于此次作战的海域很广，涉及大批部队，我们要估计到随时可能出现的不测。因此，我必须强调：各部队之间需保持协同一致，必要时要毫不犹豫地发出信号，必要时一定要加入到别的部队中去。
为了南云，也该有人把宇垣的这段话好好记下来。在驶向中途岛途中，南云正是为此目的才打破无线电静默的，但事后这种做法受到多方的指责，他本人也受到不少指责。
这时，宇垣继续严肃地说：“敌潜艇最近活动频繁。根据从无线电中截获的情报，最近已发现20余艘敌潜艇，我方因受它们攻击，损失不断增加。我们必须对敌潜艇保持高度戒备。”
接着他考虑了一下美方的企图后说：“现在还难以准确估计敌人下一步的行动。但根据报纸报道，他们正驶向澳大利亚。眼下，两艘敌航空母舰位置不明，不是在澳大利亚，就是在夏威夷。这样，我们就不能指望在下一步作战中歼敌一半以上。因此我们非常希望能尽量扩大战果。”
除了宇垣，还有谁会对仅将消灭50%的敌军表现出这样大的失望呢？
评议会的这部分工作于14：00结束。接着，会议用一个小时的时间检讨了珊瑚海作战。第五巡洋舰战队司令高木武雄海军中将抱怨那次交战日方运气不佳。三和对此甚是恼怒，他认为一个人运气好坏全在于自己。
然而，次日报纸的标题与三和尖刻而诚实的看法形成了鲜明的对照。报上对珊瑚海战役的赞扬升格成了一首颂歌：
星期三就是海军节了。在这具有重大意义的节日前两天，即星期一，帝国大本营发出了好消息……
在珊瑚海战役中，我方取得了确定无疑的战果：
击沉敌战舰5艘。它们是：排水量3.5万吨的“加利福尼亚”型战列舰1艘，排水量3.3万吨的“萨拉托加”级航空母舰1艘，排水量1.99万吨的“约克城”级航空母舰1艘，排水量9800吨的“波特兰”级A级巡洋舰1艘，驱逐舰1艘。
重创敌战舰2艘：1艘是排水量3.06万吨的英国“沃斯派特”级战列舰，另一艘是排水量9050吨的美国“路易斯维尔”型A级巡洋舰。
几近重创1艘排水量3.5万吨的美“北卡罗来纳”级战列舰。
击落敌机98架。
那天，三和到东京的海军军令部。在那里，他听到了关于珊瑚海战役的另一份报告，并与军令部的参谋们讨论了中途岛作战问题。此外，他还顺便走访了海军省海事课。三和此行在业务上没有收获。他并没有得到具体的指示。他怀疑这些纸上谈兵的军官对与中途岛作战有关的事究竟真正懂得多少。
但是，从个人方面说，三和充分利用了这一机会与夫人美美地过了两天。对于三和，“上午离家去上班可能就意味着夫妻生活的结束”。三和夫妇对这一事实也只能认命。因此，在离家出征前夕，他并不觉得特别兴奋。他的夫人，“当然毫不知情，不过，心情似乎也与三和的一样”。
在中途岛，5月24日继续派出飞机进行例行巡逻，继续进行修建工作。应急物资已经下发，有的储于防空洞内，有的散埋在岛上的几个地方。25日新来报到的80个人被编入VP-44。麦考尔担心地说：“就餐军官的人数已达到正常数量的3倍。”
在“海波”，罗奇福特与部下一起为破译截获的一份超长的日军电文已经忙了一夜。尼米兹召他参加参谋会议时，他还在忙着。罗奇福特迟到了整整半个小时，将军当然很不高兴。但是看到“海波”搞出的材料以后，任何指挥官对这位密码分析家的任何过失——只要不是叛国或谋杀罪——都是会原谅的。这份情报涉及的是日军战斗序列及其他一些事。其中说到“瑞鹤号”仍不能参战，进攻最早也要到6月3日前后才能开始。
这一情报使尼米兹对进攻中途岛的日军兵力有了异常准确的估计：2-4艘战列舰，4-5艘航空母舰，8-9艘重巡洋舰，4-5艘轻巡洋舰，16-24艘驱逐舰，至少25艘潜艇。当时他还不知道山本的主力部队也将参战。不知道这一情况反倒更好，他的心情已经不能平静了，因为即使不算主力部队，日军在各类舰艇的数量上也将超过美军。
这份如此完整的情报引起了太平洋舰队司令部及华盛顿方面的怀疑，这也许在意料之中。日本人是否在故意向美国人施放假情报？为什么联合舰队会将如此高度机密的情报用无线电发出？为何对中途岛、基斯卡岛、阿图岛这些不大的目标派出如此庞大的舰队？尽管有这些疑问，尼米兹还是又一次相信了他的情报人员。把自己的战略建立在截获的无线电情报的基础上毕竟要比建立在模模糊糊的一些“如果……该怎么办”上好得多。
“海波”不失时机地截获并破译了这一极为重要的情报。日本人在确定计划并用无线电发出作战序列后，随即更换了JN25密码系统。几个星期后“海波”才破译了日本人的新密码。
尼米兹接到情报后，当天就写信告诉赛马德和香农，日军把进攻时间推迟到6月3日。这一推迟使中途岛的这两位长官得到了求之不得的几天宽限。他俩均已年过50，却是岛上有名的一对优秀网球双打选手。在保卫中途岛的战斗中，他俩就像在网球场上一样配合默契。
参加过第一次世界大战的香农坚信带刺的铁丝网是十分有效的防卫设施，他下令在各处设置。一位高炮射手愤怒地喊道：“铁丝网，铁丝网！天哪！这老头以为用铁丝网就能挡住敌人的飞机！”
除了香农所青睐的铁丝网外，环礁上还存有大量炸药，这对守军来说实在很危险。因此，大批炸药被倒进了海里。
香农至少有一点与山本相同，那就是入睡快，醒得也快。虽然他整天喝咖啡，半夜还要喝上几杯，但他倒在床上就能睡着，可是一旦被叫醒，他马上就能变得十分机警。
在这样充满活力的人领导下，东岛和沙岛这两个小岛上大炮林立，带刺的铁丝网比比皆是，海滩和周围水域密密麻麻地布着地雷和水雷。11艘鱼雷快艇奉命时刻准备绕环礁巡逻、打捞迫降的飞行员，并以其防空火力支援地面部队。1艘游艇和4艘经过改装的金枪鱼捕捞船待命执行救护任务。19艘潜艇在岛的北部和西北部100-200海里处警戒着进岛的各条通道。
自1941年11月中旬，中途岛的防务已有了很大改观。当时一架泛美航空公司的快速班机因途中受阻在中途岛等了3天，为使乘坐该机飞往美国的日本特使来栖三郎对中途岛的实力留下特别的印象，香农和赛马德安排海军陆战队员一字长蛇缓步行进在通向泛美饭店的路上。当来栖和香农的汽车驶过这支队伍时，香农对来栖解释说，这是“他属下的一小部分在进行例行的训练演习”。事实上，为了凑齐这支“不成样子”的队伍，他动员了所有的人，连厨师和炊事兵都用上了。
5月2日视察环礁时，尼米兹就问过香农：“如果你要什么我就给你什么，受到大规模两栖进攻的时候，你能守住中途岛吗？”香农很干脆地答道：“能。”海军史学家塞缪尔·埃利奥特·莫里森赞成这一判断。一些下级军官急切地盼望敌军来攻。他们已经等了6个月，相信日军肯定攻不下这个岛。
其他军官并不这样乐观和自信。在沙岛，麦考尔悲观的程度几乎到了一向骄傲自大的陆战队员所能允许的最高点。他虽有雷达，却是老式的SC270型，连目标的高度都不能显示，而且荧光屏上显示出的许多亮点可能是日机，也可能是低空飞翔的信天翁。为了能稍微清楚地判断情况，陆战队让进入中途岛的己方飞机按一定的模式飞行。在荧光屏上的亮点只要符合这一模式，就可认为是美国飞机。但是，空袭珍珠港时，日军大批机群的进入角度与预先安排的B-17机群的进入角度在荧光屏上所差无几。这一经验已经证明，这样笼统的辨认是错误的。
岛上海军陆战队的俯冲轰炸机是SB2U-3型，正式名称是“复仇者”，诨名为“震动器”，又叫“风向标”。这些老古董常常发生地转。1942年初在俯冲试验时，机体组织与机翼脱离，只好用胶布黏合的方法来修理。
陆战队的战斗机是F2A-3（“水牛式”），它有个可怕的名字——“空中棺材”。当初，“水牛式”曾经是一种很好的飞机，机动性能好，易于驾驶。但它也有若干缺陷，以致在空中易被击落，因此，它已经落后了。25日军的“零式战斗机”的水平飞行速度比“水牛式”最高安全俯冲速度还要快。
几个月前，航空母舰上的F2A-3和SB2U-3型飞机已分别换成F4F和SBD。于是，海军把这些换下来的老式飞机拨给了陆战队。海军作战学院对中途岛之战的分析文章谈及这一安排时说：“给海军陆战队各航空大队装备老式飞机的做法是造成陆战队第二十二航空大队在中途岛作战中损失过大的因素之一。”
令人更加忧愁的是：根本没有制定协同中途岛空中作战的计划。尽管飞行人员英勇顽强，求战心切，但他们分别来自陆军、海军及海军陆战队，不习惯于协同作战。
麦考尔说：“当时看来取胜毫无希望。凭借这些东西，他们这个仗是打不好的。也就是说，情况一团糟。”麦考尔看到中途岛实力虚弱，认为袭击日航母的最佳时机是日机还在甲板上的时候，这也是他的飞行员活着回来的唯一机会。这需要极其精确地计算时间，需要有极好的运气，或者说，两者兼有才行。否则，虽说中途岛会尽力而为，也顶不住日军大规模的进攻。
麦考尔的想法与尼米兹不谋而合。尼米兹认为：
要想阻止敌人的轮番进攻，必须使用巴尔萨16的航空兵，尽早尽快地摧毁日航母的飞行甲板。我们的首要目标不是击退进攻巴尔萨的首批敌机，而是敌航母的飞行甲板……如果说这一方法正确，巴尔萨的航空兵……应全力以赴直取敌航母……将护岛、对付第一批来犯敌机的任务留给高炮部队。
当然，尼米兹对情况了如指掌，并不指望中途岛自己保护自己。他根本不准备消极地等着挨打。他战胜山本的唯一法宝就在于绝对保密。如果能做到绝对保密，就能出奇制胜。某些骨干指挥官知道中途岛守军“将得到包括航空母舰在内的海军部队的有力支援”。但在一线的指挥官并不知道。事实上，有人还特地告诉海军岸基飞行员说，不能指望得到航母的支援——它们要保卫夏威夷。
最高领导没有向中途岛部队说明并不指望他们创造奇迹，也没有说他们并不是孤军作战。这是为了不泄露军机，从当时情况看是可以理解的。守岛部队都是海军和海军陆战队的人，都知道任何小岛的防守都离不开对周围海域的控制。
如果大批日舰停在中途岛炮兵射程范围之外的海面上，而且有大量战斗机掩护，中途岛守军是没有空中力量将其赶走的。如果山本使用其主力部队的战列舰上强大的炮火攻击环礁，而不是将这些战列舰放在舰队最后方作为海上指挥所，他完全有可能只凭钢铁的力量就攻下中途岛。美国人幸运的是，山本和宇垣老是想着省下战列舰——省下来干什么用则只有老天知道。宇垣甚至不让草鹿使用“大和号”上的通信设备。
“当时，日本海军主要依靠截获敌无线电通信联络了解敌人的活动情况，”草鹿解释说，“从这一点来看，联合舰队司令部的旗舰‘大和号’更合适，因为它的桅杆比‘赤城号’的高多了……”
“我向联合舰队参谋长特别强调了这一点，但是他拒不接受，理由是这样会导致过早暴露联合舰队旗舰的位置……”
另外，山本还受了艾尔弗雷德·塞耶·马汉的影响。马汉在《海上力量对历史的影响》一书中阐明了他关于海军力量的理论，反对使用战舰炮击岸上设施的观点。因此，中途岛不会受到此种类型的进攻。
按照尼米兹修订后的作战日程，5月25日，海军陆战队第三守备营一个37毫米口径高炮连抵达中途岛并迅速在两个岛上各部署了4门。“由于高炮安放在沙丘高处，进行平射时，炮上的两位瞄准手的位置高出炮管很多，炮手的轮廓映在天幕上就像射击场上的死靶子，”一位目击者回忆说，“幸运的是——至少对37毫米高炮手来说——敌人并未企图登陆。”
当天涌到岛上的还有更特别的增援部队——分别由唐纳德·H.黑斯蒂上尉和约翰·阿帕吉斯中尉率领的海军陆战队第二突击营三连和四连。这个由埃文斯·F.卡尔森少校指挥的新组建的营在以后的战争中被誉为“卡尔森突击营”。由于卡尔森曾作为文职观察员在中国共产党控制区内逗留过，对共产党人佩服得五体投地，因此该营的训练、姿态、外观受其影响很大。他的突击营比之常规的陆战队营就像狂热的摇摆舞节比之大型歌剧一样，但是一旦需要，他们是能打的——这正是指挥官们眼下所关心的。三连很快就消失在沙岛的矮树丛里，四连被派至东岛。
卡尔森、副营长詹姆斯·罗斯福少校、黑斯蒂和阿帕吉斯都曾在珍珠港听取过“情况简介和指示”，听到过“最惊人的消息”——日军计划进攻中途岛。阿帕吉斯几年后写道：“这个情报是怎样得到的至今还是个谜。”
有谣传说“东京玫瑰”受雇于我们，通过定期广播不断向我们发送情报；也有谣传说，日本的和平主义分子希望早日结束战争，就向我们提供情报；可能性最大的是日本帝国的密码已被我海军破译。
5月26日是中途岛忙碌的一天。第七航空队司令克拉伦斯·廷克少将及其参谋人员从瓦胡岛乘B-17来到中途岛进行了一天的访问。他们带来了乔·K.沃纳少校和两名士兵临时履行“陆军联络小组队”的职责。另外，美舰“小鹰号”给MAG-22带来了22名军官和35名士兵，还带来了19架SBD-2和7架F4F-3飞机。驻岛陆战队员卸了一整夜。麦考尔写道：“21名新到的飞行员中有17名刚从航校出来。现在，军官数量几乎增加了3倍，士兵数量也增加了一半。”由于飞行员数量很大，所以军官的比例比士兵的高，新到的士兵中没有维修兵，中途岛只能供养最低数量的非飞行人员。因此，飞机的日常维护和保养工作就只能由空勤人员自己来干了。
有一点是确定无疑的：在这个阶段，从当时的条件、军用物资的质量和供应、中途岛地理上的限制等方面来考虑，中途岛正迅速成为人员充足、装备良好、高度警惕的前哨岛屿，问题是：这样的准备够不够？