5月5日，日军大本营下令攻占中途岛和阿留申群岛西部岛屿。日本联合舰队为实施这次战役，日军统帅部动用了海军基本兵力：战列舰11艘，重型航空母舰4艘，轻型航空母舰4艘，水上飞机母舰4艘，重型巡洋舰13艘，轻型巡洋舰9艘，驱逐舰66艘，潜艇22艘，大量扫雷舰、运输船、油船和其他舰艇，以及飞机620架。上述兵力编成6个战役编队，由山本五十六海军大将统一指挥。海军中将南云忠一指挥的航空母舰突击编队(辖重型航空母舰4艘，战列舰2艘，巡洋舰3艘，驱逐舰12艘)和近滕信竹海军中将指挥的登陆编队(辖运输船15艘载登陆兵5000名，轻型航空母舰1艘，水上飞机母舰、2艘，战列舰2艘，巡洋舰10艘，驱逐舰21艘)担任主攻。海军中将细萱戊子郎指挥的北方编队(辖轻型航空母舰2艘，巡洋舰6艘，驱逐舰12艘，潜艇6艘，运输船4艘，及其他舰船载登陆兵2450名)，负责夺取阿图岛和基斯卡岛。26—29日，各编队先后由本土启航，预定于6月4日对中途岛发起进攻。
为避免美国舰队突然出现，日军潜艇事先在中途岛和阿留申群岛附近海域游弋。日军统帅部认为出其不意、攻其不备具有重大意义，所以十分重视战役伪装，但却过高地估计自己无线电通信的隐蔽程度。5月中旬，美军掌握了日军密码，查明日军企图，并采取了必要对策。美太平洋战区总司令尼米兹海军上将调集航空母舰3艘(舰载机230多架)及其他作战舰艇约40多艘，组成第16特混舰队(斯普鲁恩斯少将指挥)和第17特混舰队(弗莱彻少将指挥)，在中途岛东北海域展开，隐蔽待机。同时，19艘潜艇部署在中途岛附近海域，监视日舰行动，并部署了半径为700海里的远距离航空兵侦察。该岛本身也加强了防务，海岸和附近水域业已布雷，高射炮兵和野战炮兵均有加强。
日军企图在阿留申群岛方向提前一昼夜开始行动，借以迷惑和吸引主要突击方向的美军。6月3日，日本海军中将细萱戊子郎率北方编队(航空母舰2艘、舰载机82架、其他作战舰艇29艘)对阿留申群岛的荷兰港海军基地发起突击，战役由此开始。第二日，日军再次突击，使岸防设施遭到严重破坏。6月6日，日军登陆兵在基斯卡(1250人)，7日在阿图岛(1200人)先后登陆，未遇抵抗即占领两岛。
但日军在中途岛作战不利。中途岛海战的结局是，日军损失重型航空母舰4艘(“赤城”号、“加贺”号、“苍龙”号、“飞龙”号)，重型巡洋舰1艘，飞机332架(其中280架随航空母舰一起沉没)，另战列舰1艘、重型巡洋舰1艘、驱逐舰3艘和运输船1艘被击伤。人员损失3500名。美军损失航空母舰1艘("约克城"号)、驱逐舰1艘、飞机约150架(其中30架毁于中途岛基地)，人员307名。
美军为收复阿留申群岛西部的阿图岛和基斯卡岛于1943年5月—8月进行了登陆作战。1942年6月，日军占领阿图岛和基斯卡岛。为加强阿留申群岛的防御，日军改编并扩充了北海守备队。至1943年4月，驻阿图岛日军增至2500人，基斯卡岛增至6000人。美军首先对上述岛屿实施海上封锁，以切断其同日本本土的联系，随后决心由阿留申地区司令T.C.金凯德海军少将指挥收复这两个岛屿。据侦察，阿图岛日军防御较弱，遂决心绕过基斯卡岛首先进攻阿图岛。登陆编队由F.罗克韦尔海军少将指挥，辖战列舰3艘、巡洋舰6艘、驱逐舰19艘、护航航空母舰1艘和运输船5艘，由飞机近250架担任空中支援。登陆部队为美第7步兵师。
5月11日拂晓，美军开始航空火力准备。10时30分，第7师在舰炮火力支援下开始登陆，一部从阿图岛北岸登陆，主力从南岸的马萨克斯湾登陆。守岛日军因受美军炮火压制，被迫撤至预备阵地。美军两支登陆部队粉碎日军轻微抵抗后南北夹击，会合后向东追击。日军在孤立无援情况下，凭借隐蔽火力点顽抗。美军进攻受阻，进展缓慢。5月底，日军退守北岸高地，遭美军舰炮轰击，伤亡惨重。30日拂晓，残余日军150人突入美军阵地，被全歼。此战，美军以亡600人、伤1200人的代价收复阿图岛。6月底，美军开始对基斯卡岛进行航空和舰炮火力准备。守岛日军鉴于处境孤立、难以防守，于7月29日前在浓雾掩护下陆续撤离。美军未察觉日军撤退，从8月1日起对该岛进行106次轰炸和15次舰炮射击，于8月15日在该岛登陆。此役，美军首次采用越岛进攻战术收复阿留申群岛，消除了日本对北太平洋及阿拉斯加的威胁，揭开局部反攻的序幕，为包围和攻击日本本土建立了前进基地。