Американские самолеты, вылетевшие с Мидуэя для атаки японских сил вторжения были легко отбиты и не смогли прорваться к группе кораблей, что подало командующему силами вторжения идею нанести еще один удар по Мидуэю так как на море противодействия не обнаружилось. Адмирал Нагумо приказал измученному подготовкой первой волны палубному персоналу перевооружить вторую волну самолетов фугасными и осколочными бомбами для атаки наземных укреплений.
Примерно на середине процесса перевооружения, в 7:28, Нагумо получил сообщение, что обнаружена группа американских кораблей в составе десяти единиц. Об авианосцах ничего сообщено не было. В 7:58 последовало уточнение состава американской группы – пять крейсеров и пять эсминцев. Вскоре после этого авианосцы Нагумо подверглись атаке базовых самолетов с Мидуэя, что еще более замедлило перевооружение второй волны. Базовые самолеты не смогли нанести повреждения японским кораблям, но они вынудили японцев поднять истребители Зеро для их перехвата.
В 8:20 Нагумо получил новое сообщение о том, что «кажется» обнаружен американский авианосец. Для удара по авианосцу японским оружейникам надо было проделать обратный процесс – снять фугасные и осколочные бомбы и подвесить вместо них бронебойные бомбы и торпеды. Удар по авианосцу потребовал бы истребительного прикрытия, а Зеро также нуждались в дозаправке и вооружении после отражения атаки базовых самолетов, меж тем примерно к 8:30 базовые самолеты могли вернуться. Нагумо оказался в сложной ситуации. Он решил отложить атаку авианосца до тех пор, пока не будет отбита атака базовых самолетов, и приказал изменить курс соединения на 90 градусов.
В 7:52 с авианосцев «Энтерпрайз» и «Хорнет» и в 9:00 с «Иорктауна» поднялись самолеты для удара по авианосцам Нагумо. Каждая группа включала в себя пикировщики SBD Даунтлесс, торпедоносцы TBD Девастейтор н истребители F4F Уайлдкэт. Так как Нагумо изменил курс соединения, SBD с «Хорнета» не обнаружили японские авианосцы и вынуждены были вернуться. К 9:30 из восьмидесяти пяти выпущенных на поиск японского авианосного соединения SBD в воздухе находились пятьдесят машин. Между 9:18 и 10:10 три дивизиона Девастейторов нашли и атаковали цель. Без истребительного прикрытия Девастейторы понесли катастрофические потери от огня истребителей Зеро и зенитной артиллерии авианосного соединения – из сорока одного участвовавшего в атаке торпедоносца вернулись на свои корабли только четыре. Нагумо, удовлетворенный результатами боя, продолжал снаряжать вторую волну самолетов для атаки. Подготовка завершилась к 10:25.
Пока японские авианосцы, с палубами, заставленными снаряженными и заправленными самолетами, были заняты добиванием последних TBD, на большой высоте подошли пятьдесят Даунтлессов. Истребители, гоняющиеся за торпедоносцами у воды, не смогли их перехватить и один за одним пикировщики начали сваливаться в почти вертикальное пике. Когда Даунтлессы вышли из пике, «Акаги», «Кага» и «Сорю» превратились в пылающие развалины. Это произошло в 10:26.
«Хирю», шедший самостоятельно вне основной группы, остался неповрежденным и выпустил атакующую группу как планировалось. Его самолеты совершили серию атак по авианосцу «Йорктаун» между 12:00 и 14:30. «Йорктаун» был покинут экипажем в 15:00. В это же самое время по «Хирю» нанесли удар Даунтлессы с «Энтерпрайза» в компании с четырнадцатью «осиротевшими» машинами с «Иорктауна». К 17:00 последний японский авианосец горел и не мог управляться. Он был затоплен экипажем на следующий день.
За несколько минут «медленные, но смертельные» Даунтлессы уничтожили 47 процентов тоннажа авианосцев японского Императорского Флота, изменив ход войны на Тихом Океане, п принесли победу в битве, которую некоторые историки считают одной из самых важных битв в мировой истории.
SBD-4
Модификация SBD-4. появившаяся на фронте в последние дни 1942 года, отличалась от SBD-3 только в мелких деталях. Главные изменения опять произошли не снаружи а внутри машины, в частности бортовая электросеть стала 24-вольтовой а не 12-вольтовой, что позволило установить дополнительное радионавигационное оборудование и авиационный радар. Впрочем, из-за дефицита оборудования SBD ранних выпусков не оснащались радарами на заводе. Большинство радарных SBD-4 проходили дооборудование в полевых модернизационных центрах. Только к окончанию выпуска серии появилось достаточное количество радарных установок для оборудования самолетов на сборочной линии. Оснащенный радаром Даунтлесс нес антенну Яги (Yagi) под каждой консолью.
Винт изменяемого шага с коком, устанавливаемый на ранних версиях, был заменен винтом постоянной скорости вращения Гамильтон-Стандарт Гидроматик без кока на втулке. Были установлены электрические основной и аварийный топливные насосы. С появлением SBD-4 производство Даунтлесса начало набирать темпы. 780 машин (per. номера с 06702 по 06991 и с 10317 по 10806) были поставлены флоту с октября 1942 года по апрель 1943 года. Армия получила 170 модернизированных самолетов (зав. номера с 42- 6772 по 6831 и 42-60772) под обозначением А-24А. Большая часть из них использовалась в качестве учебных.
Большинство SBD-4 было поставлено дивизионам Флота и Корпуса Морской Пехоты, базирующимся на суше. Отсутствие складывания крыльев создавало все большие неудобства при базировании на вступающих в строй новых эскортных и легких авианосцах. Из легких авианосцев SBD можно было разместить только на авианосце «Индепенденс» (Independence) . Дивизион VB-22 совершал с его палубы налеты на острова Маркус, Уэйк и Тарава в конце 1943 года, перед тем, как получил новые ТВМ Авенджер (Avenger) со складывающимися крыльями. SBD-4 принимали активное участие в боях на юге Тихого Океана на начальных этапах кампании на Соломоновых островах.