Видевшаяся Ямамото битва при Мидуэе должна была стать величайшей засадой в истории. Японские подводные лодки должны были патрулировать между Гавайями и Мидуэем, сначала докладывая о стычках с остатками Тихоокеанского флота из Пёрл-Харбора, а затем присоединиться к сражению. Японский военно-морской флот должен был выслать приблизительно 200 кораблей и 700 самолетов. Как только 1-е ударное авианосное соединение ослабит оборону Мидуэя, он будет захвачен оккупационными войсками. Когда же флот США устремится на оборону Мидуэя, японские подводные лодки предупредят Ямамото о его прибытии, после чего в битву вступят главные силы. Части северных войск захлопнут ловушку, и благодаря ошеломительному превосходству японцы смогут закончить работу, начатую 7 декабря.
Но сбыться видениям Ямамото было не суждено, главным образом благодаря новоприобретенному умению дешифровщиков США взламывать японские военно-морские шифры, получившие в Соединенных Штатах обозначение JN25b. Это умение позволило ВМФ США разбить силы Ямамото в Коралловом море и загнать его в собственную ловушку при Мидуэе.
Радиограмма, перехваченная 25 марта, позволила дешифровщикам США выяснить, что японский удар будет направлен на Порт-Морсби и Тулаги. Далее радио-разведка ежедневно отслеживала перевод самолетов, кораблей, снаряжения и личного состава в Рабаул (Новая Гвинея) в процессе подготовки переброски в Коралловое море.
И хотя американские дешифровщики не могли добыть подробную информацию о составе оперативной группы японцев, они снабдили командующего Тихоокеанским флотом адмирала Честера Нимица оценками количества авианосцев, линкоров, тяжелых крейсеров, миноносцев и подводных лодок, которые будут участвовать в операции. Этих данных было достаточно, чтобы Нимиц смог подготовить оперативный план 23–42 от 29 апреля, отрядив авианосцы "Лексингтон" и "Йорктаун" в Коралловое море. Сражение разыгралось 7 мая. И хотя победа досталась Соединенным Штаты не даром, они лишились части судов, и "Лексингтона" в том числе, Япония впервые за всю войну понесла стратегические потери. Авианосец "Шошо" погиб, авианосец "Шокаку" понес тяжелый урон, потеряв около 30 процентов своих летных экипажей, а авианосец "Дзуйкаку" потерял около 40 процентов экипажа. После этого все три авианосца не могли участвовать в сражении при Мидуэе, что сократило силы авиации Ямамото на треть.
Накануне 11 мая дешифровщики США выяснили, что за операцией в Коралловом море должна последовать еще одна японская кампания, и заключили, что она может начаться в период с 20 мая по 20 июня, но не знали ни цели операции, ни точного времени ее начала, равно как и точного состава вражеских сил. Если бы Соединенные Штаты получили доступ к депеше, полученной Ямамото 5 мая и одобрявшей его план операции "Мидуэй", этот вопрос был бы решен. Но депешу доставил курьер, так что дешифровщики США не получили даже шифрованного текста, который можно было бы попытаться разгадать.
Однако 13 мая были перехвачены две японские депеши, обеспечившие первые сведения о намерениях Ямамото. Одна касалась запроса одного из японских кораблей, чтобы в Сайпан выслали восемь карт и держали их наготове к прибытию корабля. Семь идентифицированных карт охватывали Гавайский архипелаг. Вторая депеша оказалась особенно важной:
Ниже изложен график "Гошу Мару": выгрузите в Имейдзи на берег весь имеющийся на борту груз, примите воздушно-насосное оборудование и боеприпасы "Имейдзи" (подразделение гидропланов) и следуйте к Сайпану через Сонеку. После известите меня о своем предполагаемом маршруте с оккупационными войсками.
Третий самолет, погрузив свое основное снаряжение и наземные команды, доставит наземные команды к AF. Запасные части и боеприпасы будут погружены на "Гошу Мару", как только судно прибудет.
И начальник разведки Тихоокеанского флота капитан Эдвин Т. Лейтон, и Джозеф Дж. Рошфор, глава дешифровального Боевого разведывательного подразделения (Combat Intelligence Unit, впоследствии переименованного в Тихоокеанское флотское радиоподразделение, Fleet Radio Unit, Pacific) на Гавайях полагали, что AF — кодовое обозначение Мидуэя, отчасти из-за того, что эти координаты использовались в перехваченных радиограммах двух разведывательных самолетов поблизости от Мидуэя. Они уже определили, что несколько кодовых наименований, начинающихся с "А", обозначают пункты поблизости от Гавайев, так что Мидуэй вполне соответствовал их предыдущим открытиям. Вдобавок он был вполне логичной мишенью для японского ВМФ — пожалуй, более удачной, чем Оаху, будучи стратегическим форпостом с отличной гаванью, великолепно оборудованным для приема морской авиации.
Нимиц согласился с их выводами. Успехи CIU в Коралловом море убедили адмирала, что на Рошфора можно положиться. Но начальника OP-20-G капитана Джона Р. Редмана, полагавшего, что японцы направляются на остров Джонстона, оценка Рошфора не убедила.
Рошфор и Лейтон предложили Нимицу план обеспечить доказательства того, что код AF обозначает Мидуэй. Для этого по трансокеанскому телеграфному кабелю между Гавайями и Мидуэем, не прослушиваемому противником, следовало передать телеграмму коменданту Мидуэйской морской базы, предписывавшую "передать открытым текстом сообщение Ком-14 (командующему 14-го военно-морского округа), фактически сообщающее, что опреснительному заводу нанесен серьезный ущерб и срочно требуется пресная вода, на что Ком-14 должен ответить (тоже открытым текстом), что водоналивные баржи будут высланы на буксире в ближайшее время.
Если бы план сработал, как предполагалось, Япония должна была перехватить радиограмму, а затем распространить информацию в ежедневных разведывательных сводках, которые Соединенные Штаты регулярно перехватывали. Нимиц одобрил план, и 19 мая инструкции были отправлены коменданту на Мидуэй. Японцы попались на удочку. Подразделение перехвата в Мельбурне (передислоцированное туда с Коррегидора) предоставило перевод перехваченной японской депеши: "Воздушное подразделение AF передало следующую радиограмму командующему 14-го военно-морского округа… В настоящее время запасов воды нам хватит только на две недели. Пожалуйста, обеспечьте нас незамедлительно".
Перехваченные радиограммы также служили источником оперативной информации о силах, с которыми должен столкнуться ВМФ. Перехваченная 18 мая депеша сообщала, что в предстоящей кампании примут участие авианосцы "Кага", "Акаги", "Сорю", "Хирю", "Дзуйка-ку" и "Юньо". Радиограммы, перехваченные 19–20 мая, называли дополнительные силы и сокращали предполагаемый период начала операции. Депеша от 20-го указывала, что оккупационные войска должны покинуть Сайпан 27-го. Эти сведения в сочетании с оценкой длительности плавания привели к заключению, что атака будет предпринята примерно 1 июня.
К 20 мая благодаря расшифрованным японским радиограммам Нимиц знал цели японцев, знал, что в бой брошены крупные соединения и операция начнется после 1 июня. Расшифрованные сообщения, перехваченные с 20 по 24 мая, пополнили и уточнили представления Нимица о силах и намерениях японцев. Новые даты отплытия указывали, что мидуэйские оккупационные войска и ударное соединение прибудут в район Мидуэя примерно 4 июня, а оккупация начнется два дня спустя.
25 мая расшифровка последнего оперативного приказа всем японским командирам подтвердила, что атака начнется 4 июня. Три дня спустя японский ВМФ перешел с кода JN25b на JN25c, перекрыв источник данных радиоразведки. Но к тому времени Нимиц "знал цели; даты; пункты высадки японских войск; он знал о плане установить между Гавайями и Мидуэем кордон из подводных лодок; а также он знал о планируемой разведке Оаху гидросамолетами, так и не предпринятой, поскольку он помешал их дозаправке на Сейшельских островах".
Своим успехом при Мидуэе ВМФ США также отчасти обязан использованию японской радиоразведки в качестве канала дезинформации. Ямамото ожидал, что американские авианосцы будут отправлены на Мидуэй только после начала его атаки, и выслал патруль подводных лодок, который должен был предупредить о прибытии кораблей США, лишь 3 июня, а к этому моменту корабли были уже в Мидуэе. Дабы подкрепить уверенность Ямамото, 25 мая Соединенные Штаты начали операцию по дезинформации, чтобы создать иллюзию, что авианосцы США находятся в Юго-Западной Океании.