中途岛登陆作战还没有结束的时候，美国的两支舰队就已经赶到了战场，几乎同时，中国第13舰队也来到了中途岛附近，开始协助第11舰队作战。而摄于中国两支强大舰队的存在，美国舰队并没有立即发动进攻，而是先进行了协调，但是不可避免的，中美海军必然还会在中途岛附近海域展开一场大海战！
在美国的历史记载中，这次海战被称为第三次中美中途岛海战，而中国则没有划分得这么细，仍然将其成为第二次中途岛海战，毕竟连续两次中途岛海战是在一次战役中进行的，并没有分成两次战役。
这次，美国投入的两支舰队有8支航母战列舰编队，其中第3舰队下辖第31，32与33三支航母战列舰战斗群，而第7舰队下辖第71，72，73，74和75五支航母战列舰战斗群。中国海军投入的两支舰队包含有十支航母战列舰战斗群，其中第11舰队有7个航母战斗群，第13舰队有3个航母战斗群。
从兵力对比上来看，双方的差距并不大，因为此时中国在中途岛上的空军基地还在修建之中，如果算上美国在瓦胡岛等岛屿上部署的空军力量的话，其实美国还占有一点优势。当然，这种细微的兵力差距对战斗的影响并不大，而决定战争胜负的因素已经转变成了舰队官兵的素质，以及舰队指挥官的战术安排了！
从素质上来看，中美海军的差别也不是很大，虽然美国是历史悠久的海洋帝国，但是中国在卧薪尝胆上百年之后，已经成功的由一个陆地大国转变为了陆海并重的超级大国。一百多年来，中国一直非常重视海军的发展，并且将海军作为立国的根本，而中国海军也没有辱没自己的名声，在数次大规模战争中，海军不但成为了战争的主力，而且发挥了重要的作用，如果没有海军，中国也不可能获得现在的成就。而以现在的情况来看，虽然美国海军在走下坡路，但是其实力以及官兵素质是不容怀疑的，而中国海军也并没有对美国海军形成绝对优势，就素质上来讲，双方的差距并不大，都是世界一流的水准。
再从战术上来看，这次美国方面打主力的显然是第7舰队。而第7舰队是靠近瓦胡岛的，可以得到岸基航空兵的支持，提高作战效率，增强打击能力。而从中国这边来看，第11舰队也放在了中途岛的东南面，而第11舰队也是主力舰队。所以，中美双方都把主力舰队放在了东面，形成了对垒的形势，而从整个战局来看，其实双方的目的都一样，用主力来牵制对方的主力，而真正决定胜负的却在另外一边！
第3舰队是从西南太平洋战区赶来的，其任务是从南面包抄中途岛，作为打击中国登岛部队的主力而投入战斗。虽然从实力上来看，第3舰队的配置要弱很多，但是这却并不影响其作战行动，如果第7舰队能够成功的牵制住中国第11舰队的话，那么以第3舰队的实力，仍然可以对岛上的中国军队进行毁灭性的打击。但是，美国方面没有考虑到，中国部署在关岛的第13舰队就是为此而准备的，因此，当美国第3舰队北上的时候，第13舰队已经抢先一步，占据了更有利的位置，不但掩护了中途岛上的地面部队，而且还迫使第3舰队放弃了攻击行动。
这两支中美舰队的规模是差不多的，而这也是决定这场海战胜负的主要地方。此时，从战局上可以明显的看出来，第11舰队虽然在实力上比美国第7舰队强大一些，但是美国第7舰队是依靠瓦胡岛的空军作战的，所以反而更有优势。而第11舰队的任务就是防御，防止美国空军以及第7舰队进攻中途岛，并且牵制住美国第7舰队，让其无法向西面机动，以减少第13舰队的压力。
而在西面，第13舰队与美国第3舰队的规模差不多，但是第13舰队可以得到由关岛出发的远程轰炸机的支持，而中途岛上的远程防空系统也可以为第13舰队分担一点压力。而美国第3舰队则无法有效的获得瓦胡岛与本土远程轰炸机的支持。所以，第13舰队占了不少的便宜。
