如果米国航母出现的话，南云中一需要边打边退，将米国舰队引往后方，山本则将亲率第二波舰队对米国航母进行突击，争取一战全歼米国太平洋舰队，最后再把陆军的师团护送到欧胡岛上，抢占登陆区域，等后继登陆部队到来之后，再彻底占领整个欧胡岛乃至夏威夷群岛。
相对他在所罗门群岛的那次海战来说，山本五十六的这次计划可行性要强了许多。
只是可惜的是他不光低估了对面米国海军的实力，更糟糕的是，他的作战计划在他与诸多下属的往来通讯中，再次被米国的情报部门截获，并且破译了大半。
米国的太平洋舰队司令尼米兹虽然不清楚山本五十六的具体布置，但却早早地就知道了倭国将要对夏威夷发动一次大规模的进攻，并且已经亲自带领6艘航母做好了准备。
9月13日，米国的潜艇在距离欧胡岛以西400海里的地方，发现了南云中一的第一波攻击舰队，并迅速将倭国舰队的位置用无线电传回了后方。
当南云中一来到距离欧胡岛200海里处，命令航母舰载机挂载攻击地面机场的航空炸弹，准备突袭岛上几处机场的时候，从欧胡岛上起飞的30架轰炸机、30架鱼雷机和35架战斗机，已经飞到了他们舰队的上方，向倭国舰队发起了攻击。