日军大本营组成南方军，下辖11个师、2个飞行集团、9个坦克团，配属海军第2舰队、南遣舰队、第11航空舰队，共计25万人，加上后勤保障部队约40万人，占总兵力的20％。11月下旬，南方军全面展开。12月2日，日军大本营向南方军下达“鹫号”命令。当日下午4时，南方军总司令部发出“寿甲第5号”作战命令，要求所属各集团军随时准备发起进攻。
马来亚方向是日军进攻东南亚的重点。日军对马来亚的作战目的，在于击溃该方向之敌，攻占其要地，尤其是夺取南洋群岛的战略中心新加坡，摧毁英国在东亚的根据地。日军大本营和南方军在战前进行了周密筹划，企图以陆海军协同，采取奇袭登陆和陆上突进的方式，遣送登陆部队主力直接登陆。在登陆的同时或稍前，航空兵进行攻击，夺取制空权，掩护登陆部队上岸、抢占重要军事基地和机场、后续登陆部队跟进展开。
担任马来亚作战的日军是山下奉文中将指挥的第25集团军，辖近卫师、第5、第18师和增调的第56师、第3飞行集团，海军是小泽治三郎的南遣舰队以及配属的第22航空队，共有坦克210辆，飞机799架，舰艇46艘，总兵力11万人。
具体作战计划是，登陆部队主力第5师在马来亚半岛颈部以南实施登陆，主攻方向集中在宋卡、北大年。第56师跟进，在关丹至丰盛港地区登陆，向新山方向推进，协助主力作战。同时，第18师的伦美支队在哥打巴鲁登陆。近卫师进攻泰国，循陆、海两路逐次从北向马来方向进攻。战役开始第8天，第二批登陆部队从金兰湾出发，继续在宋卡、北大年、哥打巴鲁登陆，增援第一批登陆部队。待进至新山水道一线后，集结全部登陆部队攻占新加坡。
12月4日，日军第一批登陆部队在海军的护航下，从中国海南岛三亚港启航。登陆输送队按预定计划沿中南半岛东海岸向南航进。6日晨，从越南海南转向西北，伪装由暹罗湾驶向曼谷。到7日中午，航至富国岛西南海域突然改航，分路直驶西南预定的宋卡、北大年、哥打巴鲁预定目标。英国空军值班飞机于6日15时在中南半岛的金瓯海角南方海面发现了日军登陆输送队，新加坡英国当局接此报告后，立即召开紧急会议。会议决定，一切行动等待伦敦指示。结果，守军坐视事态发展，贻误战机。
日军按照预定计划，首先占领泰国，然后从泰国进攻马来亚。1941年12月8日零时，日军第5师主力到达泰国南部。在占领泰国之前，日军想通过与泰国当局谈判达到兵不血刃的占领目的。结果，由于泰国总理披汶·颂堪和海军部长不在首都，日本大使在没有谈判对象的情况下，于8日1时15分便把日军进占泰国的最后通牒交给泰国外长。3时30分，日本南方军总司令官寺内寿一命令日军进入泰国。凌晨4时日军开始登陆，泰军没有抵抗就被迫停火。然后，日军第5师直扑泰国边境。
与此同时，8日1时30分，伦美支队5300人在海军第3水雷战队第一护卫队主力的护航下，分3个波次在马来亚北部的哥打巴鲁强行登陆。登陆后，遭到英守军的顽强抵抗，英军飞机击沉日军输送军事物资的“淡路山”号，击伤“绫户山”号、“佐仓”号。经过4个小时的激战，日军从海岸线深入1500米，控制了英军阵地。晚上，日军又集结登陆部队主力一举夺取机场，击退了英军的反击。
登陆战役开始后，担任空中掩护的日军第3飞行集团开始对马来半岛机场和新加坡海军基地进行大规模的轰炸，迫使英空军退缩到新加坡地区。日军第22航空队也于8日拂晓长驱直入，袭击了新加坡英军的军事设施，9日下午又袭击了关丹机场，2天共击毁英军飞机50架，使英军损失1／3的空中力量，日军掌握了作战地域的制空权。
为了阻止日军继续登陆，12月9日17时，英军远东舰队司令菲利普斯率领以“威尔士亲王”号和“反击”号为骨干的海军编队，从爪拉丁加奴海北上，准备袭击日军登陆输送队。日军一方面进入迎战状态，一方面利用舰载机和潜艇同英海军编队保持接触。10日8时，英海军编队航至关丹没有发现日军，便转航继续搜索。11时56分，日机在关丹以东约40海里处发现英海军编队，第22航空队迅速出动34架俯冲轰炸机、51架鱼雷轰炸机发起攻击，一举将英军“反击”号、“威尔士亲王”号击沉。除2000人被驱逐舰救出外，菲利普斯等800余名官兵全部阵亡。
日军夺取制海权和制空权后，后续部队不断上陆，主力越过克拉地峡，进入吉打州，沿西海岸的铁路和公路向南推进。12日，佐伯联队一举突破英军重兵防守的马来亚北部主要防线——日得拉防线。13日，占领吉打州首府亚劳。同一天，伦美支队攻占爪拉丁加奴机场。
日军的登陆战役取得了出乎预料的成功。12月17日，日军在亚罗士修改作战计划，决定以第5师和近卫师沿西海岸向吉隆坡、金马士方向推进，以利于主力部队作战；另以第18师在宋卡待命，伺机在马来东南沿岸的丰盛港附近登陆，迅速向居銮和新山推进，切断英军主力的退路。这样在新山州以北、吉隆坡以南地区将英军主力同新加坡分割开来，各个击破。
12月19日，日军占领马来半岛西海岸槟榔屿上的维多利亚空军基地，切断了英国空军从印度、缅甸向新加坡、马来亚机动的空中航路。至此，日军夺取了马来半岛北部的所有机场。
1942年1月7日，日军攻占士林河桥，完全切断了北部防区印度第11师的退路，该师遂告瓦解。1月11日，吉隆坡失守，英军在马来亚中部的防线被突破。
1月10日，山下奉文下令穷追逃向新加坡的英军，以近卫师经马六甲，沿加影、芙蓉、淡边、金马士公路追击。日军进入新山州开阔地域后，2个师同时展开，要抢在英军得到增援之前占领马来半岛。沿东海岸进攻的伦美支队于1月3日夺取了关丹机场。英军判断日军在兴楼登陆，便主动撤退。
英军原计划在新山州抢筑工事，构成新加坡北方屏障，固守待援。但由于英军前线迅速溃败，被迫于1月31日将部队全部撤往新加坡，炸毁新、马之间的长堤。日军夺取了除新加坡外的全部领土。
1月31日，日军下达准备进攻新加坡的命令。2月8日24时，日军第18、第5师分两路渡过柔佛海峡，在新加坡登陆。当天，日军攻占丁加机场，并推进至天格机场。10日，第5师攻进频尖。11日，第5、第18师从东、西两侧进攻英军基地提马。12日夜，近卫师占领曼台山。14日，夺取水库，切断了新加坡和英军基地的水源，开始向市区炮击。15日，日军进抵新加坡城市郊，英守军无力再战。午后，英军司令官帕西瓦尔中将率守军投降，至此，印度洋的门户已经向西敞开。
缅甸是日军东南亚作战的重要目标。日军为了保证马来亚作战的侧翼，巩固印度支那、泰国占领区；切断美英对中国进行补给的滇缅公路，配合中国战场的日军作战；胁迫蒋介石投降；威胁印度，迫使印度脱离英国，同时企图将缅甸作为长期占据南亚地区的北翼据点，掠夺缅甸的丰富战略资源，遂于1942年1月初发动缅甸战役。
日军在进攻缅甸的同时，为了保障缅甸的海路补给，于1942年3月23日，以陆海军一部占领印度的安达曼群岛和尼科巴群岛。新加坡失守之后，印度洋门户洞开，印度、锡兰(今斯里兰卡)失去屏障。英国十分担心这两个殖民地的安危，在缅甸兵力非常缺乏的情况下，集结了36个旅防守锡兰，并于3月间在锡兰成立一支新的舰队。日军担心英国海军势力的增长会危及它由海路向仰光的增援，于1942年4月5日和9日，出动由南云指挥的第1航空舰队为主的机动编队，对锡兰科伦坡港和亭可马里海军基地进行了空袭，共击沉英军轻重巡洋舰5艘、航空母舰和驱逐舰各1艘，击落飞机约90架，同期还在孟加拉湾等海域击沉英国舰只30余艘。英国在遭受袭击之后，将东方舰队主力撤往东非，实际上放弃了印度洋。英国担心日本会在掌握印度洋制海权之后，大举进犯印度大陆。但日本这时已成强弩之末，力量有限。日军舰队解除了对仰光的海上威胁之后就撤了回来，其陆上兵力的扩张能力达到了极限，再也无力占领锡兰，更不要说占领印度这样的大国了。
攻占菲律宾
菲律宾由7000多个大小岛屿组成，是太平洋和南中国海、印度洋交通要塞。最大岛屿吕宋岛上有美国在远东最大的军事基地克拉克和甲米地。
日军企图攻占菲律宾群岛中的吕宋岛马尼拉和棉兰老岛达沃，将美军逐出远东，以支援对荷属东印度群岛的作战，控制日本本土到南洋之间的海上交通线。日军制定的作战计划，采用了登陆作战的正攻战法，战争初期首先夺取制空权，在开战后3天内歼灭美军航空兵主力，同时派登陆先遣队夺取主岛吕宋岛周围的岛屿和吕宋岛沿岸防御薄弱地区，然后在吕宋岛实施多处登陆，占领机场，适时向前机动航空兵，保障登陆主力在仁牙因湾、拉蒙湾登陆，分进合击马尼拉，并夺取南部的棉兰老岛，从战略上把菲律宾背后割断，最后占领菲律宾群岛。参加作战的日军是由本间雅晴中将指挥的第14集团军，下辖第16、第48师和第65旅，共5.7万余人。参战的部队还有海军第3舰队和第11航空队以及陆军第5飞行集团，共有各种作战舰只43艘，飞机500架。此外，还有南方军的直属部队和进攻马来亚的部队进行支援。这些部队分别集结在中国的台湾和帛琉群岛等前沿阵地。
美国在制定远东和太平洋地区作战计划时，对坚守菲律宾缺乏信心。美军判断，一旦美日战争爆发，日军将对菲律宾发动突然进攻，夏威夷基地与菲律宾相距4000海里，不易防守，在一段时间内难以增援，菲律宾方面的防御主要依靠驻菲美军和当地部队。1941年7月，美国开始加强在远东的力量，在菲律宾成立了远东美军司令部，由麦克阿瑟中将任司令，开始向菲增派人员和武器，继续构筑巴丹半岛和哥黎希律岛的防御工事，但整个防御计划要到1942年2月才能完成。当时美军在菲律宾驻有1.9万人，菲军11.2万人，飞机200架，舰艇45艘。