5月5日，日軍大本營下令攻佔中途島和阿留申羣島西部島嶼。日本聯合艦隊爲實施這次戰役，日軍統帥部動用了海軍基本兵力：戰列艦11艘，重型航空母艦4艘，輕型航空母艦4艘，水上飛機母艦4艘，重型巡洋艦13艘，輕型巡洋艦9艘，驅逐艦66艘，潛艇22艘，大量掃雷艦、運輸船、油船和其他艦艇，以及飛機620架。上述兵力編成6個戰役編隊，由山本五十六海軍大將統一指揮。海軍中將南雲忠一指揮的航空母艦突擊編隊(轄重型航空母艦4艘，戰列艦2艘，巡洋艦3艘，驅逐艦12艘)和近滕信竹海軍中將指揮的登陸編隊(轄運輸船15艘載登陸兵5000名，輕型航空母艦1艘，水上飛機母艦、2艘，戰列艦2艘，巡洋艦10艘，驅逐艦21艘)擔任主攻。海軍中將細萱戊子郎指揮的北方編隊(轄輕型航空母艦2艘，巡洋艦6艘，驅逐艦12艘，潛艇6艘，運輸船4艘，及其他艦船載登陸兵2450名)，負責奪取阿圖島和基斯卡島。26—29日，各編隊先後由本土啓航，預定於6月4日對中途島發起進攻。
爲避免美國艦隊突然出現，日軍潛艇事先在中途島和阿留申羣島附近海域遊弋。日軍統帥部認爲出其不意、攻其不備具有重大意義，所以十分重視戰役僞裝，但卻過高地估計自己無線電通信的隱蔽程度。5月中旬，美軍掌握了日軍密碼，查明日軍企圖，並採取了必要對策。美太平洋戰區總司令尼米茲海軍上將調集航空母艦3艘(艦載機230多架)及其他作戰艦艇約40多艘，組成第16特混艦隊(斯普魯恩斯少將指揮)和第17特混艦隊(弗萊徹少將指揮)，在中途島東北海域展開，隱蔽待機。同時，19艘潛艇部署在中途島附近海域，監視日艦行動，並部署了半徑爲700海里的遠距離航空兵偵察。該島本身也加強了防務，海岸和附近水域業已佈雷，高射炮兵和野戰炮兵均有加強。
日軍企圖在阿留申羣島方向提前一晝夜開始行動，藉以迷惑和吸引主要突擊方向的美軍。6月3日，日本海軍中將細萱戊子郎率北方編隊(航空母艦2艘、艦載機82架、其他作戰艦艇29艘)對阿留申羣島的荷蘭港海軍基地發起突擊，戰役由此開始。第二日，日軍再次突擊，使岸防設施遭到嚴重破壞。6月6日，日軍登陸兵在基斯卡(1250人)，7日在阿圖島(1200人)先後登陸，未遇抵抗即佔領兩島。
但日軍在中途島作戰不利。中途島海戰的結局是，日軍損失重型航空母艦4艘(“赤城”號、“加賀”號、“蒼龍”號、“飛龍”號)，重型巡洋艦1艘，飛機332架(其中280架隨航空母艦一起沉沒)，另戰列艦1艘、重型巡洋艦1艘、驅逐艦3艘和運輸船1艘被擊傷。人員損失3500名。美軍損失航空母艦1艘("約克城"號)、驅逐艦1艘、飛機約150架(其中30架毀於中途島基地)，人員307名。
美軍爲收復阿留申羣島西部的阿圖島和基斯卡島於1943年5月—8月進行了登陸作戰。1942年6月，日軍佔領阿圖島和基斯卡島。爲加強阿留申羣島的防禦，日軍改編並擴充了北海守備隊。至1943年4月，駐阿圖島日軍增至2500人，基斯卡島增至6000人。美軍首先對上述島嶼實施海上封鎖，以切斷其同日本本土的聯繫，隨後決心由阿留申地區司令T.C.金凱德海軍少將指揮收復這兩個島嶼。據偵察，阿圖島日軍防禦較弱，遂決心繞過基斯卡島首先進攻阿圖島。登陸編隊由F.羅克韋爾海軍少將指揮，轄戰列艦3艘、巡洋艦6艘、驅逐艦19艘、護航航空母艦1艘和運輸船5艘，由飛機近250架擔任空中支援。登陸部隊爲美第7步兵師。
5月11日拂曉，美軍開始航空火力準備。10時30分，第7師在艦炮火力支援下開始登陸，一部從阿圖島北岸登陸，主力從南岸的馬薩克斯灣登陸。守島日軍因受美軍炮火壓制，被迫撤至預備陣地。美軍兩支登陸部隊粉碎日軍輕微抵抗後南北夾擊，會合後向東追擊。日軍在孤立無援情況下，憑藉隱蔽火力點頑抗。美軍進攻受阻，進展緩慢。5月底，日軍退守北岸高地，遭美軍艦炮轟擊，傷亡慘重。30日拂曉，殘餘日軍150人突入美軍陣地，被全殲。此戰，美軍以亡600人、傷1200人的代價收復阿圖島。6月底，美軍開始對基斯卡島進行航空和艦炮火力準備。守島日軍鑑於處境孤立、難以防守，於7月29日前在濃霧掩護下陸續撤離。美軍未察覺日軍撤退，從8月1日起對該島進行106次轟炸和15次艦炮射擊，於8月15日在該島登陸。此役，美軍首次採用越島進攻戰術收復阿留申羣島，消除了日本對北太平洋及阿拉斯加的威脅，揭開局部反攻的序幕，爲包圍和攻擊日本本土建立了前進基地。
