中途岛战役，是世界海战史上以少胜多的著名战例之一。无论从日美双方投入的总兵力而言，还是局部战场的兵力而言，日军都明显占有优势，结果却是日军惨败。
日美中途岛海战以美军大胜，日军惨败而告终。这是一直横行西太平洋的日本海军自中日甲午海战后，遭到的第一次惨败。从此日军丧失了在太平洋上的优势，日美双方在太平洋上的战略攻防开始转换。中途岛战役，是世界海战史上以少胜多的著名战例之一。无论从日美双方投入的总兵力而言，还是局部战场的兵力而言，日军都明显占有优势，结果却是日军惨败。这究竟是什么原因呢？很多研究人员把研究的主要方向锁定在日军主要作战指挥官的战略战术上，并且认为正是这个错误的指挥导致了中途岛海战的失败。
首先，虽然此前日军偷袭珍珠港获得了重大胜利，但美海军所遭受的打击并没有他们想象的那么沉重，一次偷袭并没有给美军带来毁灭性的灾难，由于美国的航空母舰当时不在港内，所以一艘也没有受到损失。当时的日军攻击者们完全忽视了海军基地的维修设施和重要的石油储备基地，那儿储藏着450万桶石油。如果这些设施和储备遭到破坏，太平洋舰队就将被迫撤回到美国西海岸。无疑日军过分夸大了偷袭珍珠港和珊瑚岛海战的战果，致使他们盲目自信，导致了轻敌。并且山本五十六错误地听信战报，认为珊瑚岛海战中美军“约克城”号和“列克星敦”号航母被击沉了。实际上，尽管“约克城”号航母遭到重创，但却在短短的几天时间恢复了战斗力。
日军上下指挥层对搜集情报并不太重视，甚至对情报人员报告“美地两艘航母‘大黄蜂’号和‘企业’号，在所罗门群岛附近航行，远离了中途岛”这一重要信息也没有进一步核实，便以此判定敌情，均认为中途岛附近没有敌军的航空母舰能够威胁他们的舰队，并在此基础上制订作战计划。这无疑犯了轻视情报收集，武断制订作战计划的严重错误，这自然会导致恶劣的后果。正是由于盲目自信和情报错误导致了判断上的错误，山本认为分散他的舰队是安全的，他们甚至可以自由地攻击数量上处于劣势的敌人，特别是在他们的行动遭到预先警告的情况下。从而制订了一个将舰队分散为相互不能直接支援的6支分队，每两支舰队之间有数百海里的距离：将两艘航空母舰用于遥远的北方，使得在中途岛方向主要靠南云舰队的4艘航空母舰，这4艘航空母舰上共有舰载机261架。而美军却是集中了自己的力量，全部可用于中途岛方向的飞机达到354架，因而多寡之势反而逆转，美军在数量上反而占有了优势。
不仅如此，据史料显示，日军的作战计划甚至还存在相互矛盾之处。舰队中，最主要的南云舰队所要执行的是两个相互矛盾的任务：一是1942年6月5日空袭中途岛，为登临作战作火力准备，这就严格限制了南云舰队的行动自由。另一任务却是与敌人舰队接触并将其歼灭，这又要求南云舰队根据情况完全机动行事。由于没有指明哪个行动优先，使南云舰队彷徨无计，被迫在两个波次的飞机上装载了完成不同任务的弹药，后来因为更换弹药延误了时间，以至延误战机，遭受了灭顶之灾。
其次，日军虽然运用舰载机取得了偷袭珍珠港的胜利，但“大炮巨舰扛天下”的陈旧观念却深植于山本及其得力干将的心底。他们决定把包括当时世界上最大的战列舰“大和”号在内的战列舰队留存驻岛基地，用作将来决战之用，而根本不愿将战列舰和航空母舰混合编组为以航空母舰为核心的舰队，让战列舰为航空母舰提供对空掩护。甚至为登陆作战作火力准备的任务，他也不愿意用战列舰队担任，以至战役中南云只能依靠舰载巡逻机来保护自己的舰队，这无疑是个错误而且糟糕的决定。当遭到中途岛美机攻击时，日军舰队只得启用执行第二渡攻击机群的护航机迎战，致使已经作好攻击准备的俯冲轰炸机没有战斗机护航而停止攻击。等重组机群再进攻美国舰队时，战机已逝。显然，观念陈旧及其保守僵化的战略决策不能不成为日军失败的重要原因之一。
据记载，由于山本五_卜六亲自率战列舰队出战，出于谨慎，保持无线电静默，自动放弃了对整个战役的指导，使整个舰队失去了统一调度，这样的结果导致舰队像一盘散沙般各自为战，使日军的整体数量优势丧失殆尽。
而临场指挥失误也是一个重大的错误。目军主力南云舰队没有专门的侦察机在战场海域游弋，侦察搜索任务主要由编队中战列舰和巡洋舰上的老式水上飞机担任。由于南云的疏忽大意和决策错误，日军舰队没有进行双相搜索，只派侦察机进行了单相搜索。其原因是有两架侦察机出现故障，延误了起飞时间，不愿分散进攻力量而另派飞机代替。直接造成敌情发现过晚，影响整个战役的结局。日军忽视了战场侦察搜索，这几乎使优势丧失殆尽。其次，由于南云思想的保守和反应的迟钝，在日军获得美军舰队情报报告之后，没有采纳山口多闻的建议，放弃等待战斗机护航，直接派俯冲轰炸机发动进攻，以至最终舰机同沉。
应该说在中途岛海战中，日军主要将领所犯的这些错误，为失败奠定了基础。那么中途岛海战失败的原因仅仅如此吗？恐怕还需要进一步的考证确认。