中途島之戰，日本海軍元氣大傷，***損失了四艘航空母艦，壹艘重巡洋艦，322架飛機，3500多名官兵；而軍事力量明顯處於弱勢的美國海軍，卻只損失壹艘航空母艦，壹艘驅逐艦，147架飛機和307名士兵。
這壹結果明顯改變了太平洋日美軍事力量的對比。山本五十六預謀已久的速戰速決速談判的計劃徹底破產。
從此，為了護衛本土和鞏固對南方資源地區的占領，日本軍部取消了原來的作戰計劃，不得不采取保守的防衛措施。相反，擁有雄厚工業基礎的美國的軍事力量卻日益壯大。中途島戰役成了第二次世界大戰的重要轉折點。
中途島戰敗，山本心情沮喪，懊惱萬分。他在給自己親朋及情婦們的信中不時流露出厭倦的心態。
1942年8月，抱著報仇雪恥心理，山本五十六率全部聯合艦隊，再次投入在瓜達爾卡納爾島（簡稱瓜島）展開的與美國太平洋艦隊的決戰。
8月8日，由三川中將率領的艦隊首先與美艦隊遭遇，由於美軍的疏忽，三川艦隊在夜裏突然發起的襲擊中大獲全勝。山本意識到美國海軍絕不會善罷甘休，遂率艦隊主力於8月17日南下瓜島，決心與美國決壹雄雌。
與此同時，負責攻取瓜島的陸軍也派出壹木清直大佐率領的1000人先遣隊。比海軍還狂妄的陸軍認為，有1000人就足以解決瓜島問題了。他們不會想到，這時的瓜島已經駐守了擁有各式重武器的美軍精銳部隊16000人。
海軍復仇的心理與陸軍輕敵的思想交織在壹起，再壹次把日本推向慘敗的深淵。在長達半年的瓜島爭奪戰中，日本***傷亡陸、海、空將士5萬余人，艦艇24艘。1943年2月，山本五十六奉命將瓜島13000名日軍撤回，日本侵略者已是窮途末路了。
山本似乎對日本的命運和自己的命運已經有所預感了。1943年年初，他在給好友堀悌吉的信中寫道：
開戰以來，陣亡將士已近15000人，實在令人悲傷、慨嘆。痛定思痛，我寫下這兩句詩文，以抒郁懷：兵戈聲聲壹年去，陣亡將士若雲消。
在給原田雄熊的信中，他甚至寫道：“我已做好在今後百日之內貢獻余生的思想準備。”山本要以自己的行動證明他曾經說過的，“以我眾多部下的性命去換取大量敵人傷亡之時，即是我惡貫滿盈之日”。