中途岛，面积只有6.2平方公里，岛上建有机场。该岛距美国旧金山和日本横滨都是2800海里，处于亚洲和北美之间太平洋航线的中途，故名中途岛。它距珍珠港1135海里，是美国在中太平洋地区的重要军事基地和交通枢纽，也是美军在夏威夷的门户和前哨阵地。其特殊的地理位置决定了它战略地位的重要性。中途岛一旦失守，美国太平洋舰队的大本营珍珠港将唇亡齿寒，非常危险。
珍珠港事件后，罗斯福总统任命尼米兹出任美太平洋舰队司令的时候，对他说：“到珍珠港去收拾败局，然后留在那里，直到战争胜利。”尼米兹年轻时曾去日本访问，邂逅过东乡平八郎，对其风度印象深刻，他对山本五十六的胆识也颇为欣赏。但现在，两国是战场上的仇敌，只能在你死我活的较量中一决高下！临危受命的尼米兹到任后，很快就组织了有4艘航空母舰及其护航舰的舰队。通过珊瑚海海战，尼米兹意识到，对手的意图就是彻底歼灭他的舰队。
1942年4月28日，山本在他的旗舰“大和”号上召开海军高级将领会议，确定了进攻中途岛的具体作战计划：先派遣一支舰队进攻阿留申群岛，在那儿实施登陆，以此为诱饵，将美军舰队的注意力引到北面去，然后以主力舰队趁机夺取中途岛。作战日期初步定在6月初。5月5日，日本海军军令部正式批准中途岛作战计划，将其命名为“米号作战”。
但令山本没想到的是，美国截获了日本高级指挥官之间的密码电报，发现了山本的计划。美军谍报人员对日军要对中太平洋实施攻击的计划确定无疑，但还被一个疑问困扰着，那就是准确的攻击地点。原来日本人留了一手，他们把攻击的地点用代号“AF”表示。这样，即使能破译日本人的密码，但太平洋岛屿众多，美军也不知道AF究竟代表哪里。
为此，尼米兹特意交代情报小组，要尽一切可能尽早弄清楚这个地点。罗彻斯特中校领导的这个小组加班加点工作。很快，情报小组在日本海军军令部发给联合舰队的一系列密电中，发现“AF”这两个字母的频率不断增多，这就意味着日军将要进攻。罗彻斯特中校吩咐下属：“不要间断，继续监听！”在持续的监听中，美军情报小组发现“AF”有时似乎是作为一个目标，有时又表示一个舰队集结地点。
一时间，“AF”这一奇妙莫测的电波，简直成了回荡在太平洋上空的幽灵。对这一秘密代号，罗彻斯特和他的情报小组绞尽脑汁，一连几天也没有解开疑团。这时，有一个情报员忽然回忆起来，几个月前日本飞机袭击珍珠港时，通信中也曾使用过“AF”。于是，小组成员分头细心地在堆积如山的电文中查寻，终于发现一个重要信息：当时一架日本飞机在中途岛附近的一个小岛，从潜艇上得到了燃料补充，在电文中提到加油的地点在“AF”附近。“看来，这个AF只能是中途岛！”罗彻斯特肯定地说。
为了进一步证实“AF”是否指的是中途岛，罗彻斯特指示中途岛基地拍发一份明码诱饵电报，电报中用浅显的英语报告说，中途岛淡水供应设备发生故障，饮水告急。第二天，昼夜监听东京当局电讯的战术情报小组，果然收听到接连不断的密码电报，其中多次出现：“AF”缺乏淡水，补给舰队务必向“AF”登陆部队提供淡水。
简直是石破天惊！就此，尼米兹判定了日军的主攻方向。因此，他决定对阿留申群岛不采取任何行动，而将3艘航空母舰及8艘巡洋舰埋伏在中途岛东北方向，攻击前往中途岛的日本舰队。