在1940年的一次春季演习中，当山本看到航空兵在训练中取得理想成绩时，对他的参谋长说：
“训练很成功，我想进攻夏威夷是可能的。”
从这时候起，山本就着手设想珍珠港之战了。他以东乡平八郎的一举成功的战略思想为基础，认为要与实力强大的美、英开战而操胜券，必须突然袭击，先发制人，开战之初就使对方崩溃。偷袭珍珠港的大胆设想的出笼，正是山本战略思想的必然产物。
袭击珍珠港的目的是为了消灭美国海军在太平洋上的主力，同时日本方面认为通过此次偷袭行动可以打击美国军民的士气。袭击珍珠港计划的策划者山本五十六本人认为一次成功的袭击只能带来一年左右的战略优势。
1940年6月，德国对法国发动了大规模的进攻，意大利也趁火打劫，对法国宣战，6月22日，法国投降。
1940年7－10月，希特勒发出了关于入侵英国的命令，这就是著名的“海狮计划”。德军对英国发动猛烈的空袭和潜艇战。企图迫使英国屈服。丘吉尔首相领导英国军民奋起反抗，粉碎了希特勒的阴谋。德国遭到了发动侵略战争以来的首次失败。
1941年1月7日，山本写信给海军大臣及川古志郎，正式提出了偷袭珍珠港的设想。此后就和几个参谋一起，秘密地制定“Z”作战方案。6月，正式方案提出后，曾在日本上层引起争论，一些人不相信庞大的舰队横渡3500海里而不被发现，对这一计划的可行性表示怀疑。山本固执己见，甚至以辞职相要挟。日本为了“南进”，于10月中旬批准了这个计划。于是，山本指挥联合舰队选择了与珍珠港相似的鹿儿岛湾，开始了充分的准备和严格的模拟训练。
1941年6月22日，德国撕毁《苏德互不侵犯条约》，执行“巴巴罗萨计划”，德国军队以550多万人、4000多辆坦克和近5000架飞机的强大兵力，分为三路，突然向苏联发动全面的进攻，苏德战争爆发，第二次世界大战进一步扩大。苏联军队猝不及防，节节失利，苏联大片领土沦陷，苏联军队和武器装备也损失惨重。
1941年9月6日，德军进攻莫斯科，苏联军队在斯大林的领导下奋力抵抗，粉碎了德国军队迅速占领莫斯科的企图。1942年初，苏军展开反击，歼灭德国军队50万人，德军在莫斯科保卫战的失败，打破了德军不可战胜的神话。
1941年10月，就在希特勒侵略欧洲之际，日本***进一步向东南亚扩展，企图建立亚洲、太平洋地区的霸权。日本的政策严重损害了美、英两国的利益，美国不得不做出反应，限制乃至禁止向日本出口钢铁、石油等战略物资，冻结日本在美国的资产，增加对中国的援助，英国等国也同样采取了相应的措施，这对战略物资依赖进口的日本是一个严重的打击。日本军部决定趁美国战争尚未准备就绪，发动突然袭击，取得战争主动权。
1941年11月，德国军队已经占领苏联150多万平方公里的领土，控制了苏联大约40%的人口以及大部分的工业区。
1941年12月7日凌晨，一美国扫雷艇在檀香山港前发现一个潜望镜。船员还以为看花了眼，看了好几遍，才发现：
“是日本潜艇！”
6点，距珍珠港370海里的航空母舰企业号派出18架侦察机，飞往珍珠港。
20分钟后，从日本六艘航空母舰上起飞，负责第一波攻击的183架飞机，穿云破雾，扑向珍珠港。飞机压低在极限高度，挨挨挤挤，像一群丑恶的杀人蜂。南云中将命令第一波飞机起飞，日本舰队此时位于欧胡岛北220海里。
此时，一艘美国供给船在珍珠港外发现一艘潜艇。这个发现被传递给沃德号驱逐舰，一架侦查机被遣往当地。沃德号驱逐舰向潜艇发动攻击，潜艇被击沉。沃德号驱逐舰随即报告：
“发现不明攻击潜艇，已击沉。”
7点，位于欧胡岛北部的一个雷达站在岛北132海里处发现不明飞机。雷达站向空防司令部报告：
“发现不明飞机。”
随后，当攻击潜艇的报告刚刚到达美军司令部时，日本的167架第二波攻击飞机已经起飞。
而美军空防司令部此时仍然蒙在鼓里，认为不明飞机是从大陆来的B-17轰炸机，下令雷达站关闭。
7时40分，第一波攻击机群到达瓦胡岛北岸，指挥官下达攻击令。随后，向南云发送“虎！虎！虎！”的消息，报告偷袭成功。
由鱼雷轰炸机和俯冲轰炸机进行的第一波攻击，顿时惊醒了熟睡的梦中人。美国海军向所有船只发出警告：
“珍珠港受空袭，这不是演习！”
这时，从美国大陆来的B-17轰炸机和从企业号起飞的侦察机也同时到达珍珠港，但他们毫无准备，因此无法插手。
内华达号战列舰开始对从右舷攻击的飞机开火。两架飞机被击落。内华达号的舰尾遭一条鱼雷命中。内华达号是唯一试图逃出珍珠港的战列舰，但它多次中弹后不得不在沙滩上搁浅以防止舰体沉没。
8点，基地遭到偷袭的消息已经传遍，KGMB电台中止其节目，号召所有军人回到他们的岗位上去。
亚利桑那号战列舰前部弹药库中弹爆炸，亚利桑那号在9分钟内沉没，80%船员阵亡。
夏威夷最高指挥官沃尔特·肖特向整个太平洋舰队和华盛顿报告：
“与日本的战斗由一次向珍珠港的袭击开始。”
美国驱逐舰海尔姆号成为了第一艘开始对驶入珍珠港内的日本潜艇攻击的美国船只。
这时，天空、地面、水下，都乱成了一团。烟雾升腾，爆炸声震耳欲聋，不绝于耳。飞机机炮疯狂射击，像雨点儿一般，打向太平洋舰队的各类舰艇。鱼雷在水面打着漂，撞向锁定目标。
空中，轰炸机不断扔下炸弹，而一艘美国驱逐舰则与一艘日本潜艇发生碰撞，并投了深水炸弹，潜艇受伤后上浮。
9时许，第二波攻击开始。54架轰炸机和78架俯冲轰炸机进行攻击，36架战斗机夺取制空权。一艘荷兰的远洋轮是第一个参加战争的同盟者。
俯冲轰炸机成群结队，集中攻击一点。此时，就连港外和岛北的船只，也受到攻击。
10点，第一波飞机返回，回到停在岛北180海里的舰队。夏威夷总督随后在电台中宣布整个夏威夷领地进入戒严状态。
这时，有人报告日军在欧胡岛登陆。美国侦察机飞向岛北但未能发现任何敌机或敌舰。夏威夷总督和美国总统同意在夏威夷引入战时法，并建立军政府统治。
而这时，日军的飞行队队长正在与南云中将讨论进行第三波攻击的可能性。讨论的结果是，南云中将下令返航。