1940年中，由於日美關係持續緊張，美國海軍對太平洋艦隊在珍珠港的安全重新討論了幾個星期。5月24日，海軍部長諾克斯把關於夏威夷防禦的文件交給了陸軍部長史汀生。
綠色∷小說。這份文件同時交給了太平洋艦隊。
1940年9月，金梅爾接任太平洋艦隊司令官，他對珍珠港的防空安全也十分關心。
在致海軍作戰部長斯塔克的信中，他談到：「我認為，對珍珠港的突然襲擊（用潛艇或飛機，或兩者兼用）是有可能的。」
同月，夏威夷陸軍航空部隊司令弗裡德裡克。馬丁和夏威夷海軍基地防空部隊司令就夏威夷的防務問題準備了一份報告。這份報告特別指出，來自空中的襲擊是對停泊在珍珠港的太平洋艦隊『最有可能也是最危險的襲擊』。
夏威夷的參謀部本身甚至設想日本可能出動全部的航空母艦進行攻擊，攻擊可能在凌晨5時發起，這與後來的實際情況驚人地相似。但實際上，無論是在夏威夷還是在華盛頓，這些報告基本都被鎖進了檔案部門的文件櫃裡。
當美國人還在設想日本偷襲珍珠港的可能性時，山本五十六已經把他的設想具體化了。1940年5月1日，他把自己的設想簡明扼要地告訴了第11航空艦隊參謀長大西海軍少將，並要求他秘密地研究一下此事的可行性。
大西找到了源田實－一個推崇『航空制勝論』、創造了戰鬥機群長途奔襲而聞名全軍的人物。源田實仔細研究了山本的計劃，結論是：進攻珍珠港是困難的，危險的，但是，『有取得成功的希望』。這就足夠了。山本喜歡打牌。他常說，賭博一半靠運氣，一半靠算計。
偷襲珍珠港雖然有危險，但是機會難得，他要賭上一賭，只不過這一次是以大日本帝國的國運作賭注。對此，山本的一個好友曾作出過嚴厲的批評：「同美國交戰，並非小事，不是可以隨便脫口而出的。有人竟不負責任地說大話，『要以國家的命運為賭注』去同美國進行這場戰爭。所謂國家的命運，是關係到民族興衰存亡的大事，焉能以『賭』待之？難道國家的命運，民族的興亡，也是可以輕易取捨的嗎？」
這個人同時指責說：「如果我們審時度勢，認真地分析一下形勢的話，自然不會輕易地作出同美國交戰的結論。至於從『東洋的新秩序』、『建立大東亞共榮圈』之類不著邊際的主觀意志出發，那就更是不應該的。總之，拿國家的命運做賭注，這是令人不能容忍的。」
其實，山本又何嘗願意以國運相賭？只不過，如果政府作出這樣的決策，他作為一個軍人，自然有責任去進行這場賭博。他精通賭術，如果他親自出馬，勝利的希望總比其他人要多一點，儘管內閣還沒有作出開戰的決策，他已經決意把他的想法付諸實施了。偷襲計劃交給了第一航空艦隊，未來的作戰任務將由它去完成。
6月份，第一航空艦隊奉命起草作戰計劃，對珍珠港有著深刻瞭解的航空兵專家源田實也參與了計劃的制訂。在制訂計劃的過程中，計劃本身遭到了越來越多的批評，很多人批評山本五十六太冒險了，而山本卻告之日：「因為我玩撲克，打麻將，所以你說太冒險了，事實上卻不然。」
爭論到最後，山本五十六拿出他聯合艦隊總司令的權威，讓命令強制執行。他說：「襲擊珍珠港是我作為總司令的決定。所以，我希望你停止爭論，從今以後，努力貫徹執行我的決定。如果日後有人反對你，我當你的後盾。」
隨後從德國傳來的一個消息更加使山本五十六決定了他的信心，那就是周天雷發出的德國海軍和日本海軍在大西洋和太平洋東西夾擊美國的設想。他於是派出了密使去蘇聯和德國人談判，因為他認為在蘇聯搞這個談判可以有效的迷惑其他人，即使美國情報部門知道了也只是會認為他們是在針對別國而不是針對美國。有了德國的支持，再加上山本五十六的堅持，一切反對都只得偃旗息鼓。
於是，計劃強制執行了。策一航空艦隊在九州和鹿兒島進行訓練，這兩個地方的地形酷似珍珠港，飛行員投彈時必須避開建築物或者叢林，然後突然降低高度減速，投下炸彈和魚雷。這種訓練難度極大，稍有不慎就會機毀人亡，負責訓練的源田實之所以選擇這種地方進行訓練，是因為他知道珍珠港內水淺，如果從通常高度釋放魚雷，魚雷會一頭扎進水底。
從日本到珍珠港，幾乎有3000海里的距離，要進行長途奔襲而不被發現，是不容易的。經過不斷的對珍珠港的偵察和分析，日本發現，美國海軍通常在珍珠港外500海里處巡邏，而航空兵則在阿留申群島的荷蘭港以南500海里處巡邏，要使特遣艦隊不被發現，唯有向正東行駛，穿過被美國偵察力量忽視的海域，然後抵近珍珠港。
而襲擊成功的關鍵還在於，襲擊當天太平洋艦隊確實停泊在港內，這就需要有出色的情報保障。為此山本特地與海軍情報部取得聯繫，請求他們派出一個得力的特工人員潛伏至珍珠港，隨時向國內報告珍珠港內的情況。海軍情報部選中的是退役海軍少尉吉川猛夫。由一個業餘間諜來從事這項非凡的使命，足見海軍情報部對此項工作不感興趣。
不料，吉川卻用實際行動證明自己是這方面的行家老手，雖然是專業的諜報人員也不見得就能完成他的任務，海軍情報部總算歪打正著。最後一件事是完成軍事準備，這需要一段時間。當特遣艦隊在厲兵襪馬的同時，與美國的外交談判也在進行之中。日本明知雙方不可能達成協議，卻要求談判代表堅持談下去，直到戰爭爆發的最後一刻。這樣拖拖拉拉的日美談判實際上成了掩護山本偷襲計劃的煙幕。
1940年12月24日5點鐘（夏威夷時間），一支艦隊出現在瓦胡島以北230海里處。這是一支龐大的艦隊，6艘航空母艦，2艘配備有14英吋大炮的戰列艦，2艘重巡洋艦，三艘輕巡洋艦，8艘驅逐艦，3艘油船和1艘補給船。在6艘航空母艦上，載有360架作戰飛機，其中，81架是戰鬥機，135架俯衝轟炸機，104架高空轟炸機和40架魚雷轟炸機。現在，這些飛機按照先轟炸機後戰鬥機的順序排列在甲板上，等候起飛的命令。
這是日本海軍的特遣艦隊，根據聯合艦隊司令官山本五十六的計劃，他們將由此出發，向停泊在珍珠港的美國海軍太平洋艦隊發起突然襲擊，從而在太平洋戰爭爆發後奪取戰爭的主動權。自11月他們從日本本土港口以來，他們已經航行了幾千海里，如今已秘密地抵達目的地。沒有任何跡象表明他們的行蹤已經暴露，現在他們就要飛向珍珠港，把實力已經削減了一半的美國太平洋艦隊消滅在港內。
5點30分，空襲飛行隊總隊長淵田美津雄身穿飛行眼，來到艦隊旗艦航空母艦『赤城』號的作戰室，向南雲忠一海軍中將告別，他是這支特遣艦隊的指揮官。（德國海軍大洋艦隊指揮官高特。普裡恩(周天雷)曾經向聯合艦隊司令官山本五十六提過建議，襲擊美國艦隊的任務由當時的日本聯合艦隊第二航空戰隊司令官山口多聞來指揮。不過聯合艦隊司令官山本五十六還是選擇了南雲忠一海軍中將來指揮）
「報告長官，我們走啦！」
「嗯。」南雲忠一站起身來，緊緊地握住了淵田的手，說：「帝國命運在此一擊，全靠你啦！」然後，他和淵田一起來到飛行員待命室。此時，航空母艦『赤城』號的艦長長谷川也來到這裡，淵田一聲口令：「長官到，全體立正！」然後向長谷川和南雲忠一敬禮。
「按命令出發！」長谷川下達了起飛命令。
於是，執行第一波攻擊任務的183架飛機就從6艘航空母艦上一一起飛，15分鐘後，他們在艦隊上空集合完畢，沿艦隊上空盤旋一周，向瓦胡島飛去。
飛機在雲層上飛行。東邊的天空開始破曉，機身下面，黑洞洞的雲海也開始泛白，天空逐漸變成了蔚藍色，不一會兒，一輪紅日就從東方升起了，白花花的雲海邊緣呈現一片金黃。
「多麼光輝燦爛的黎明呀！」淵田情不自禁地喊出聲來。
7點40分，機群抵達瓦胡島上空，此前前來偵察的偵察機沒有發出信號，表明一切正常，太平洋艦隊還停泊在軍港內。湘田舉起信號槍，向機外打了一發信號彈，命令部隊按計劃展開。
雲層逐漸變薄，一些地方的雲層已經斷開，淵田發現，珍珠港上空碧空如洗，福特島的內外兩側都是戰列艦的籠式艦桅。淵田舉起望遠鏡，數了一下港內的軍艦數目，正好5艘！與事先偵察的數目完全一致。好樣的！淵田向戰前就潛伏在珍珠港的間諜致敬。
啊呀！這些軍艦停泊得好近呀！似乎一點戒備也沒有。淵田簡直不相信自己的眼睛。但這是真的。珍珠港守軍毫無戒備，這種感覺真切地留在他的記憶中。
他後來寫道：「我曾見過德**艦集結在基爾軍港的場面，我也看到過在布勒斯特的法國戰列艦，我還多次看到過我國戰艦接受天皇的檢閱。但即使在最太平的日子裡，我還從來沒有見過艦隻在相距只有500碼∼1000碼間下錨。難道美國人從來沒有聽說過旅順口海戰之事嗎？」
顧不得多想了，淵田下達了命令：「水木兵曹，現在發攻擊令！」
水木兵曹按著電鍵，反覆拍發密碼命令：「突、突、突……」
「報告隊長，攻擊命令發佈完畢！」
「很好。」此時已經是7點49分。隨著攻擊命令的發出，俯衝轟炸機隊已經向機場發起攻擊，頓時，瓦胡島上的希凱姆機場放煙滾滾。
2分鐘後，魚雷轟炸機隊也向港內的軍艦發起攻擊。8點整，制空戰鬥機隊開始掃射地面。8點零5分，水平轟炸機隊向軍艦實施轟炸。
就在7點53分，淵田已經確認，這次奇襲肯定獲得成功。他已經看到，珍珠港上空，全部為日本戰鬥機所控制，地面上的高射炮沒有開火，珍珠港內的軍艦還靜靜地躺在那裡。
他看了看水木兵曹：「用甲種電波向特遣艦隊發報：『我奇襲成功！』把發報機調好，使東京大本營也能直接收到。」
水木兵曹立即按起電鍵：「虎！虎！虎！」電波立即飛向230海里開外的特遣艦隊，飛向還在日本本土的聯合艦隊，飛向日本大本營。
從凌晨3點開始，山本五十六就守候在作戰室裡，等候著特遣艦隊發來的第一份電報。他坐在一張折椅上，閉著眼睛在思索著什麼。實際上，他的心情也十分緊張。這次他不顧眾人的反對，讓海軍長途跋涉3000海里，旨在一擊成功，現在就要見分曉了，他心裡的緊張是可以想像的。作戰室的參謀人員一個個屏聲靜氣，誰也不敢打斷司令官的沉思。
當電報房裡清晰地傳來『突、突、突』的聲音時，作戰室熱鬧起來，幾分鐘後，他們聽到了『虎！虎！虎！』的聲音。偷襲成功了。山本五十六睜大眼睛，嘴角向兩邊一咧，像是要笑，但終究沒有笑出聲來，然後，他又默默地點了點頭。但是，他的興奮心情還是流露出來了，日本海軍軍官們開始拿來清酒和魚乾，頻頻舉杯祝酒。
當淵田的第一攻擊隊飛抵瓦胡島上空時，瓦胡島上空沒有一架美國飛機。所有的飛機都緊緊地挨在一起，據說是為了防止間諜破壞，只有海軍的7架巡邏機在天空巡邏，可是他們都不在瓦胡島上空。珍珠港內的空防系統也毫無戒備，各軍艦上780挺高射機槍，有3／4無人值守，陸軍的31門高射炮只有4門在陣地上。可是，就是這4門高射炮也僅僅是個擺設，因為它們的炮彈都已送回軍需庫，理由僅僅是『它們容易松扣和生銹』。
確有一架美國飛機發現了日軍的蹤跡，但那不是軍用飛機，而是羅亞爾。維托塞克和他的兒子駕駛的私人飛機。他們看到兩架日本戰鬥機向他們飛來，立即俯衝，從日機的下方穿過，向自己的私人機場飛去，準備向當局報警。15分鐘後，維托塞克在自己的機場著落，立即向陸軍和航空兵的值班軍官打電話，告訴他們瓦胡島上空出現了日本飛機，但是，誰也不相信他的話，當然更不可能發出什麼戒備命令。
實際上，在他們通話的時候，惠勒機場已經挨了第一批炸彈，有人被震醒了，以為是發生了地震，但更多的人認為那是海軍在演習。當日軍準備投彈時，竟然還有人認為那是美國的b-17『空中堡壘』轟炸機，因此翹著頭要看美國陸軍航空兵的飛行表演。
夏威夷航空兵參謀長詹姆士。莫利森正在刮鬍子，第一批炸彈落了下來，他趕緊給陸軍司令肖特中將的參謀長沃爾。菲利普掛電話，告訴他日本人來偷襲了。
可是對方竟然說：「吉米，你是不是昏頭了？還是喝多了？快醒醒！」莫利森把電話聽筒舉得高高的，讓對方聽聽那隆隆的爆炸聲。這下子，菲利普清醒了。正在這時，莫利森頭頂上的天花板掉了下來。
油輪『拉馬波』號的水手長格拉夫較早地發現了日本飛機，他跌跌撞撞地奔進船員室，邊跑邊喊：「日本鬼子炸珍珠港了！」
夥伴們望著他，以為他在開玩笑。他連忙說：「不騙你們。」可是他們還是又噓又笑：「別蠢了，抬起屁股上甲板去瞧瞧。」正在這時，又一聲沉悶的爆炸聲響起來了。
僅僅幾分鐘時間，夏威夷的所有機場全部癱瘓，海軍沒有一架戰鬥機能夠起飛，陸軍航空隊的情況稍微好一點，也僅剩十餘架飛機能夠起飛。
當第一顆炸彈爆炸後，珍珠港的信號塔立即用電話向太平洋艦隊司令金梅爾報警。3分鐘後，夏威夷海軍基地防空部隊司令帕特裡克。貝林格海軍少將也從福特島廣播說：「空襲，珍珠港－這不是演習。」
8點整，金梅爾向華盛頓以及他所屬部隊發完無線電報：「珍珠港遭到空襲，這不是演習。」但沒等他發出這些電報，珍珠港上空已經冒起一陣陣濃煙。
當珍珠港遭到空襲時，海軍部長諾克斯正在憲法大街海軍部的辦公室裡。已經是中午了，諾克斯感到飢腸德飯。正在這時，海軍作戰部長斯塔克衝了進來，手裡拿著金梅爾的『珍珠港遭到空襲，這不是演習』的電報。
「上帝啊，這不可能！」諾克斯驚叫一聲，「一定說的是菲律賓！」
斯塔克肯定地說：「湯姆，這是真的，電報是金梅爾拍來的，說的也是珍珠港。」
諾克斯撥通了白宮的直通電話，總統與他的助手霍普金斯正在吃早飯，諾克斯就著話筒讀了電報。
「一定是什麼地方弄錯了。」霍普金斯說。
他認為日本人不會進攻珍珠港，但總統認為這個電報可能不會錯，這種料想不到的事情正是日本人幹的，他們習慣於這種行事方式。他冷冷地說：「如果這個報告屬實，那麼，事情就完全非我們能控制了！」