1941年12月7日(日本時間12月8日)歴史が大きく動いた──ハワイ諸島、真珠湾(パールハーバー)に停泊していたアメリカ海軍の艦隊が、日本軍の艦上機部隊によって急襲されたのだ。大将山本五十六(豊川悦司)の命により、南雲忠一中将(國村隼)や山口多聞少将(浅野忠信)らの空母機動部隊が、奇襲攻撃を仕掛けたのだった。ハルゼー提督(デニス・クエイド)率いる空母エンタープライズが報せを受け、パイロットたちが日本艦隊を追うが、既にその姿はなかった。カリスマパイロットとして一目置かれているディック・ベスト(エド・スクライン)らは真珠湾に帰港し、その惨状を目の当たりにして愕然とする。
兵力とプライドに大打撃を受けたアメリカ軍は、士気を取り戻し、日本に反撃するため、太平洋戦域の新たな総司令官に、ニミッツ大将(ヴディ・ハレルソン)を任命する。ニミッツは着任早々、情報将校のレイトン少佐(パトリック・ウィルソン)に、「山本大将の考えを読み、彼の次の動きを教えろ」と命じるのだった。
1942年2月1日(日本時間2月2日)アメリカ軍はマーシャル諸島の日本軍基地を爆撃、ディックの活躍で基地を破壊することに成功する。さらに4月18日にはドゥーリトル中佐(アーロン・エッカート)が指揮する爆撃隊が東京などを空襲し、日本にダメージを与える。山本は本土を危険にさらしたことに焦りを覚えながらも、山口の進言を受けて空母を珊瑚海へと進める。それを察知したエンタープライズの追撃をかわし、5月8日、日本はアメリカ空母レキシントンの撃沈に成功した。
一進一退の攻防の中、レイトン少佐が統括する戦闘情報班が、日本の通信を傍受して暗号を解読、日本の次なる目的地は“ミッドウェイ”だと判明する。情報戦では一歩先を行ったアメリカだが、日本軍は空母4隻、航空機250機以上、後方には山本が乗った世界最大の戦艦〈大和〉も控え、今や世界から「無敵」と恐れられていた。対するアメリカ軍は、限られた戦力をかき集めて、ミッドウェイの北東に空母3隻を配置し、潜水艦で前哨線を設け、ミッドウェイの基地にも戦闘機や爆撃機を配備して守りを固めた。
6月4日(日本時間6月5日)、山本の令により、南雲中将、山口少将ら日本軍の艦上機隊がミッドウェイへ向けて出撃し、銃爆撃の雨を降らせていく。一方、空母エンタープライズからも艦上機隊が日本艦隊へ向けて出撃、海中では潜水艦が、待ち伏せを仕掛けていた。そんな中、日米両軍が兵力と知力のすべてを注いだ、両国共に絶対に負けられない海戦は、最も重要な局面へと突入する──!