Berbeda dengan Pearl Harbor yang hanya fokus pada serbuan Jepang ke Pearl dan serangan balasan yang dipimpin oleh Doolittle. Midway mengambil bingkai yang lebih luas untuk menggambarkan berbagai intrik yang menyebabkan Jepang berani menyerang Pearl dan memulai perang pasifik.
Jepang yang saat itu sangat berambisi menguasai Asia Tenggara dan Tiongkok, menyerang Amerika yang masih jadi negara netral di perang dunia kedua. Penyerangan tersebut ditujukan untuk melumpuhkan Amerika di pasifik, sekaligus memperlambat penambahan kapal perang Amerika yang sudah disetujui di Vinson-Walsh Act.
Walaupun sejatinya serangan tersebut sudah diprediksi oleh pakar intelijen Edwin Layton (Patrick Wilson), tapi Amerika yang masih merasa menjadi negara netral tidak melakukan pencegahan apapun. Hasilnya Amerika kehilangan banyak kapal perang dan pasukan yang bertugas di dalamnya.
Setelah serangan itu, Amerika pun membenahi pertahanan lautnya. Mereka mengganti sejumlah pemimpin dan memulai menyusun strategi untuk menghadapi Jepang. Salah satu ujung tombak pertahanan itu adalah USS Enterprise yang dipimpin Laksamana Muda William “Bull” Halsey (Dennis Quaid).
Di kapal itu, dia memiliki sejumlah penerbang tangguh dari Dick Best (Ed Skrein) yang mahir tapi susah diatur, Wade McClusky (Luke Evans), Eugene Lindsay (Darren Criss) hingga teknisi terbang Bruno Gaido (Nick Jonas). Tim inilah yang memiliki peranan penting dalam penyerangan terhadap armada Jepang yang hendak menyerbu Midway pada Juni 1942 di bawah komando Laksamana Chester Nimitz (Woody Harrelson).
Sementara, pihak Jepang yang merasa Amerika sudah ‘habis’ dan tidak akan berani melakukan serangan balasan, juga tak kalah untuk menyusun strategi perang. Setelah menjajah Tiongkok, Jepang juga berusaha menguasai pulau-pulau kecil di kawasan Pasifik yang juga menjadi basis pertahanan Amerika. Dua tokoh kunci militer Jepang dalam peperangan tersebut adalah, Laksamana Muda Chūichi Nagumo (Jun Kunimura) dan Laksamana Isoroku Yamamoto (Etsushi Toyokawa).
Bisa dibilang Midway merupakan sebuah film yang berusaha menceritakan konflik perang pasifik dari kedua sisi sekaligus. Jepang yang merupakan penjahat utama, tetap digambarkan memiliki integrasi dan ideologi yang tinggi. Sementara Amerika lagi-lagi digambarkan sebagai jagoan utama yang terluka dan bangkit berperang demi kepentingan orang-orang tidak berdosa.