尼米茲的信任
美國方面，斯普魯恩斯向尼米茲發回戰報，這份戰報在一定程度上抵消了關於「約克城」號的不幸消息。戰報稱：
在上午9時至11時之間，第16、17特混艦隊航空兵，襲擊了包括大約4艘航空母艦、2艘戰列艦、4艘重巡洋艦和6艘驅逐艦在內的敵軍航空母艦部隊。據信，其中4艘航空母艦均遭傾覆。我方飛機損失嚴重。
6月5日傍晚，尼米茲和他的參謀人員圍坐在一起，謹慎地回顧一天來的戰況。從迄今收到的電報看，美軍已經擊敗了南雲艦隊。但是，尼米茲仍在較為輕鬆的心情中期待著更為詳盡的報告。晚上10時，斯普魯恩斯發回另一消息：
在17點至18點之間，第16特混艦隊航空大隊，襲擊了包括1艘航空母艦、2艘戰列艦、2艘以上重巡洋艦和一些驅逐艦在內的日本海軍艦隊。日軍航空母艦多次被500和1000磅炸彈擊中，最後猛烈燃燒；至少有1艘戰列艦4次被炸起火；1艘重巡洋艦也被炸燃燒。17點50分，位於北緯30°41′、西經177°41′，航向西，航速15節的敵軍艦隊，同東南方駛來的驅逐艦會合。3艘遭襲擊的航空母艦，仍在燃燒並向東南方向航行……
尼米茲看到這裡，臉上終於溢出輕鬆的微笑。多日來疲憊的面龐一下子變得容光煥發、喜氣洋洋。他斷定，日軍4艘燃燒的航空母艦已經無可救藥。勝券已從敵人手中奪了過來。雖然雙方這次交火的有效時間只有5分鐘，但就在這5分鐘裡，日本海軍的中堅力量遭到了摧毀，美軍扭轉了不利局面，使太平洋戰局出現了重大轉變。尼米茲當即讓參謀長德雷梅爾將軍向所有部隊發出一份早已擬好的電報，並抄報金上將和埃蒙斯將軍。電報稱：
今天參加中途島戰鬥的官兵，在我們的歷史上寫下了光輝的一頁。我為你們感到驕傲。我相信，你們將全力以赴徹底打敗敵人。
尼米茲懷著愉快的心情，回憶起在海軍軍官學院時研究歷史上有關戰役的日子。在1812年戰爭中，奧利弗·波利准將以靈活機動的戰略戰術擊潰英國人，在成敗攸關的時刻，為美國贏得了一次重大勝利。
當「赤城」號、「加賀」號和「蒼龍」號起火燃燒時，山本為了挽回敗局，下令集中中途島和阿留申方向的全員戰鬥力，與美艦隊進行決戰，同時令軍艦高速前進，趁黑夜占領中途島。
尼米茲和萊頓均考慮到這種可能性，他們料定以果斷和足智多謀聞名於世的山本是不會善罷甘休的。當夜，太平洋艦隊司令部幾乎無人安睡，他們必須密切注視有可能出現的各種意外情況，不讓已經到手的勝利果實白白丟掉。
尼米茲說：「我估計日本人仍想登陸。」
萊頓回答道：「是的，我認為是這樣。」
「他們不怕付出巨大損失嗎？」
「我想他們是不會顧及的。這是一支相當頑強的部隊。一旦命令下達，他們必然就拼盡全力，否則，決不收兵。」
然而，當山本確知「飛龍」號中彈沉沒的消息後，終於沒有孤注一擲。他否認了黑島大佐提出的保全面子，掩飾敗局的方案。該方案試圖集中包括「大和」號在內的全部戰列艦，在白天搶占中途島。而這無異於自取滅亡。
但是，山本企圖引誘斯普魯恩斯的第16特混艦隊進入以威克島為岸基的日機飛行半徑之內，然後一舉予以殲滅。6月6日，山本發出了作戰命令：「在本地區作戰的聯合艦隊各部隊，應在威克島航空兵攻擊範圍內接觸並殲滅敵機動部隊……」
山本的如意算盤再次落空。斯普魯恩斯的部隊由於燃料不足而幸運地向東撤退，拉到了交戰區之外。
一些軍官對斯普魯恩斯沒有猛追敵艦，而是向東後撤大為不滿，認為他錯失了良機。尼米茲認為在情況沒有充分掌握之前，不便過多評論，他對下屬們說：「我相信斯普魯恩斯在那裡對情況的判斷，比我們在這裡判斷得更為準確。我相信他對這件事非常理智。隨著時間的推移，事情將會真相大白的。我們在這裡沒有資格對一個戰地司令官的行動品頭論足。」顯然，尼米茲的直覺是準確的，這體現了他對下級的了解和信任。
勝利的喜悅
太平洋艦隊司令部內洋溢著興奮的氣氛，徹夜不眠的參謀官們圍坐在一起吸菸休息，他們掩飾不住臉上的驕傲神情。美軍在敵強我弱的情況下，取得如此輝煌的戰果實屬不易，其勝利的含義已超過了一次戰役的局部性，而帶有決定性的全局影響。
在霧氣消散的清晨，珍珠港、太平洋沿岸的艦船、車站以及所有無線電波能夠傳送到的地方都在用英語傳播著金上將發給尼米茲的祝捷電文。這份電文也無可阻擋地傳到了日軍耳中：
美國海軍、海軍陸戰隊和海岸警衛隊，對在中途島英勇善戰、擊退敵軍進攻的美國海軍、海軍陸戰隊和陸軍部隊表示由衷的欽佩，相信戰友們將會再接再厲，徹底殲滅來犯之敵。
埃蒙斯將軍來到了太平洋艦隊司令部，他手中拎著一大瓶系有海軍藍和金色帶子的冰鎮香檳酒。他沒有多說話，語言在這個時候顯得多餘，他命令副官將帶來的香檳酒通通打開。
一時間，酒香四溢、泡沫飛濺，太平洋艦隊司令部一片歡聲笑語。這是尼米茲和美軍將士們自珍珠港事件以來第一次開懷暢飲。
在慶祝之際，有人想到了羅徹斯特。一位參謀立即給夏威夷情報站打電話，並派車去接他。這位破譯專家此時仍悶坐在大樓底層的辦公室內，當他得到通知，磨磨蹭蹭來到太平洋艦隊司令部時，香檳酒會已經結束，一個高級會議正在進行。
尼米茲起身對羅斯徹斯特的到來表示歡迎，並向在場的官員們介紹說：「他是中途島之戰的有功之臣。」
尼米茲的讚揚是由衷的，如果說中途島海戰令人心神激盪，那麼其中的偵察情報站則是最為精彩的一部分。多年以後，切斯特·尼米茲仍然直言不諱地表示，中途島大捷實際上是「情報的勝利」。這一論斷幾乎得到了歷史學家和軍事界的一致公認。美軍不僅在戰前破譯了日軍密碼，準確掌握了日軍企圖，而且在戰鬥中又及時發現了日軍，並始終掌握其動向，為自己捕捉戰機、用兵施計創造了最有利的條件。
尼米茲說：「美國破譯了日本的密碼電報，所以我們完全掌握了關於日軍計劃的情報。我們搞到的情報包括日軍的作戰目的、日本艦隊的編制概況、接近方向及實施攻擊的大概日期。正因為如此清楚地掌握了敵情，美國的勝利才成為可能。對付日本的威脅，美國海軍兵力實在相差太遠了，所以，這個情報使美軍避免了一場災難。」
此次海戰的英雄斯普魯恩斯海軍少將對此也深有感慨：「中途島海戰的勝利，其主要原因首先在於得到了第一流的情報。其次應歸功於尼米茲將軍的判斷和安排。他根據情報充分地發揮了他的大膽、果敢、聰明和天才。」
但是，令尼米茲頭痛的新聞界又一次險些搞出麻煩。6月7日的《芝加哥論壇報》在頭版頭條以「海軍掌握日軍作戰計劃，在海上大顯身手」為標題，詳細介紹了開戰之前，美軍掌握日本第1和第2航空母艦編隊情況和作戰意圖方面的細節。文章儘管未提破譯密碼之事，但如若日軍情報人員看到這篇報導，勢必嚴厲查找泄密原因，從而加強對密碼的保密措施。這樣美國將失去贏得中途島戰爭勝利的寶貴的情報來源。幸運的是，由於處理及時，這份報紙沒有落到軸心國手中。日軍仍繼續使用JN25密碼。為了避免引起日本對失密的注意，美軍事法庭也未對泄密的有關人員進行公開審訊。
尼米茲領導的中途島海戰的勝利喜訊傳遍了全世界。他的辦公桌上堆滿了來自世界各地的祝捷信函和電報。
英國首相邱吉爾對中途島海戰的成功給予了高度評價：「美國這一值得紀念的勝利，不僅對美國，而且對整個同盟國的事業都具有重大的意義、對士氣的影響是廣泛而及時的。這一勝利一舉扭轉了日本在太平洋的優勢。曾經使我們在遠東的軍事力量遭到挫敗達6個月之久的敵人所炫耀的優勢，現在已經一去不復返了。」
尼米茲因指揮有方，獲得了應有的榮譽，其他有功人員也得到了相應獎勵。但是尼米茲提出的授予約瑟夫·羅徹福特特功勳章的請求未獲批准。高高在上、不近人情的金上將總喜歡在一些枝節問題上與尼米茲作對，令尼米茲無可奈何。
尼米茲得到了鮮花，但他不是一個易於沉醉的人，他知道戰鬥有多麼艱辛，勝利又是怎樣來之不易。從珊瑚海海戰時起就歷經艱險的「約克城」號，在此次戰役中又多次被魚雷擊中，最後終於緩緩地沉入了滾滾波濤之中。聽到這個消息時，尼米茲沉默了許久，他一直抱著一線希望，認為「約克城」號既然能夠頂住一次魚雷的攻擊，它就能夠頂住第二次。但是，他的希望破滅了。他悲憤地抱怨道：「我們有五六艘驅逐艦在那裡驅趕敵人的潛艇，而日軍的一艘潛艇卻還能夠衝進來用魚雷擊中『約克城』號，這說明我們反潛戰術有問題。」
美國除損失「約克城」號航空母艦之外，另有1艘驅逐艦被擊沉，307人陣亡，150架飛機被毀，中途島和荷蘭港的設施遭到了嚴重的破壞，阿圖島和基斯卡島陷落。日軍的損失沒有美國戰時估計的那麼嚴重，但其程度已足以扭轉太平洋戰爭的進程。日本損失4艘航空母艦和1艘重巡洋艦，1艘戰列艦和2艘驅逐艦受創，損失飛機322架，包括一些優秀飛行員在內的3500人陣亡。
中途島海戰給日本上層人物造成了無法癒合的創傷，從中途島戰役以後直到二次大戰結束，這一痛苦的回憶使他們再也無法對戰局做出正確的判斷。這次海戰的大捷使美軍得到了一個非常寶貴的調整時期。直到1942年年底美國新的「愛塞克斯」級大型航空母艦服役之前，日海軍已無力發動大規模的戰役。
中途島海戰是一場決定性的戰役，它與一個月以前的珊瑚海大海戰一起構成了太平洋戰爭中戰略階段的一個轉折點。
6月6日，在太平洋艦隊歡慶勝利的集會上，尼米茲將軍以他那特有的冷靜和高瞻遠矚的眼光發表了如下講話：
戰爭使我們懂得了許多，我們懂得了戰列艦的局限性，懂得了我們需要具有迅速爬高、靈活機動的快速輕型飛機。通訊聯絡必須現代化，運用超頻波裝置以備直接通話聯絡。
在進一步總結了經驗教訓之後，尼米茲伸出雙臂，莊嚴宣稱：「先生們，今日我們已報了珍珠港之仇！但是，只有徹底摧毀日本海軍，才能帶來太平洋地區乃至世界的長久和平。我們已經取得了實質性的進展，中途島海戰使我們走完了一半的歷程。為此，我們將深感寬慰。」
美國發現被擊沉的4艘日本航空母艦殘骸
美國諾第克斯深海調查公司1999年9月29日在太平洋附近的一處海域，發現了二戰中途島戰役時被美國擊沉的4艘日本航空母艦的殘骸，它們分別是加「賀號」、「赤城號」、「蒼龍號」和「飛龍號」。這是戰後57年來的首次發現。這4艘航空母艦當年被認為是舊日本海軍的主要戰艦，但它們作為「敗軍之艦」已經在4800米的深海里整整沉睡了57年。
這項調查起源於1999年9月的一份聲納圖樣和錄影帶。當時的調查發現，一艘航母船體的一部分垂直地插在海底，這馬上引起這家調查公司高度的興趣。參加調查的大衛-喬丹說，除了蒼龍號距離稍微遠些外，其他3艘重疊在一起。發現沉船後，諾第克斯公司的人員又到美國國會查找了戰史資料，利用上面記載的4艘航母沉沒地點的海圖，成功判斷出這4艘航空母艦的殘骸。