День нападения был назначен с учетом ряда факторов. Японцы узнали, что адмирал Киммел на субботу и воскресенье всегда возвращал свой флот в Пёрл-Харбор и что в эти дни личный состав кораблей частично уходил в увольнение на берег. Это увеличивало эффект внезапности нападения. Таким образом, вполне естественно, что японцы выбрали для нанесения удара одно из воскресений. Ожидалось, что во второй половине декабря погода не будет благоприятствовать высадке десантов в Малайе и на Филиппины, так как на это время приходится разгар сезона муссонов. Значит, погода не будет благоприятной и для дозаправки в море сил, выделенных для удара по Пёрл-Харбору. Поэтому выбрали день 8 декабря по токийскому времени (на Гавайских островах это было воскресенье). Прогноз предсказывал безлунную ночь, что способствовало скрытному приближению авианосных сил к Гавайским островам. Первоначально даже рассчитывали на приливы в этом районе, однако затем эта идея была отвергнута из-за отсутствия транспортов для перевозки пехоты, а также потому, что подход сил вторжения вряд ли бы остался незамеченным.
При выборе маршрута подхода ударного соединения рассматривалось три варианта. Южный маршрут проходил через Маршалловы острова, а центральный — через острова Мидуэй. И хотя оба маршрута были короткими, от них отказались в пользу подхода, с севера, со стороны Курильских островов (это предполагало и дозаправку в море), поскольку этот маршрут лежал в стороне от морских путей и при следовании по нему оказывалось меньше риска быть обнаруженными американскими разведывательными самолетами.
Японцы также извлекли выгоду, применив так называемый «налет с использованием неравных отрезков маршрута». Приблизившись под покровом ночи, авианосцы выпустили самолеты на рассвете, когда они находились ближе всего к цели. Затем авианосцы развернулись, стали отходить и приняли самолеты на борт в точке, которая находилась от цели дальше, чем точка, в которой их выпустили. Таким образом, японские самолеты пролетели один короткий и один длинный отрезки маршрута, в то время как преследовавшим их американским самолетам пришлось бы покрыть два длинных отрезка. Эту невыгодную для американцев ситуацию не предусмотрели американские офицеры, ответственные за военное планирование.
По своей важности цели распределялись следующим образом: американские авианосцы (японцы надеялись, что их будет в Пёрл-Харборе шесть, в худшем случае — три); линкоры; нефтехранилища и другие портовые сооружения; самолеты на основных аэродромах Уилер, Хикам и Беллоуз-Филд. Для нанесения этого удара японцы использовали шесть авианосцев, имевших на борту в общей сложности 423 самолета, из которых в налете приняли участие 360 (104 высотных бомбардировщика, 135 пикирующих бомбардировщиков, 40 торпедоносцев и 81 истребитель). Силы прикрытия состояли из двух линкоров, трех крейсеров, девяти эскадренных миноносцев и трех подводных лодок в сопровождении восьми танкеров. Этими силами командовал адмирал Нагумо. Планировался также одновременный удар сверхмалых подводных лодок, чтобы усилить панику, которая, как ожидалось, возникнет на базе.
19 ноября группа подводных лодок, имея на буксире пять сверхмалых подводных лодок, вышла из военно-морской базы Куре в Японии. Основное оперативное соединение сосредоточилось в заливе Танкан на Курильских островах, а 26 ноября оно вышло в море. 2 декабря соединение получило подтверждение, что приказ о нанесении удара остается в силе. На кораблях была введена светомаскировка. Однако даже в это время оставалось в силе указание, что приказ о нападении отменяется, если флот будет обнаружен до 6 декабря или если в Вашингтоне в последнюю минуту будет достигнуто соглашение. 4 декабря провели последнюю дозаправку в море и скорость хода увеличили с 13 до 25 узлов.
Оперативное соединение постоянно получало через Японию информацию из консульства в Гонолулу. 6 декабря, накануне дня нападения, поступило разочаровывающее сообщение, что американских авианосцев в Пёрл-Харборе нет. (И действительно, один авианосец в это время был в море у берегов Калифорнии; второй перевозил бомбардировщики на Мидуэй; третий только что доставил истребители на Уэйк; еще три авианосца находились в Атлантическом океане.) Однако, по сообщению, в Пёрл-Харборе стояло восемь линкоров, причем не оснащенных противоторпедными сетями. Адмирал Нагумо принял решение нанести удар. Самолеты были выпущены с авианосцев на следующее утро, в период с 6.00 до 7.15 по гавайскому времени, из точки, находившейся примерно в 275 милях строго на север от Пёрл-Харбора.
Следует отметить, что американское командование получило, правда с запозданием, два предупреждения, которые могли бы повлиять на ход событий. Первое предупреждение состояло в том, что американцы несколько раз обнаруживали приближающиеся японские подводные лодки. Одна из них была потоплена американскими эскадренными миноносцами в 6.51, а другая — самолетами морской авиации в 7.00. Затем, вскоре после 7.00, самая северная из шести американских радиолокационных станций обнаружила приближение крупного авиационного соединения, насчитывавшего предположительно более сотни самолетов. Однако информационный центр решил, что речь идет о группе самолетов В-17, которую ждали из Калифорнии. Впрочем, в ожидаемой группе насчитывалось всего 12 самолетов и подходить она должна была с востока, а не с севера.
Налет начался в 7.55 и продолжался до 8.25. Затем в 8.40 обрушила свой удар вторая волна, состоявшая из пикирующих и высотных бомбардировщиков. Однако решающую роль сыграли торпедоносцы в первой волне.
Из восьми американских линкоров четыре — «Аризона», «Оклахома», «Западная Виргиния» и «Калифорния» — были потоплены, а другие четыре — «Мэриленд», «Невада», «Пенсильвания» и «Тенесси» — получили серьезные повреждения.
Были также потоплены три эскадренных миноносца и четыре малых корабля и сильно повреждены три легких крейсера и плавучая база гидросамолетов. У американцев было уничтожено 188 самолетов и 63 повреждено. Потери японцев составили 29 самолетов (70 самолетов были повреждены) и пять сверхмалых подводных лодок, уничтоженных во время атаки, закончившейся для японцев полным провалом. Что касается потерь в живой силе, то американцы потеряли 3435 человек убитыми и ранеными, а японцы — менее 100 убитыми.
После налета японские самолеты произвели посадку на авианосцы. 23 декабря ударное оперативное соединение возвратилось в Японию.
Нанесенный удар дал Японии три крупных преимущества. Тихоокеанский флот США фактически был выведен из строя и не мог оказывать какого-либо противодействия японцам в юго-западной части Тихого океана, в то время как японское оперативное соединение, нанесшее удар по Пёрл-Харбору, могло быть использовано для поддержки операций в этом районе. Японцы получили теперь выигрыш и во времени для расширения сферы экспансии.
Следует назвать и основные недостатки. Во-первых, в ходе удара не были уничтожены американские авианосцы, а ведь они являлись главным объектом налета. Не были также уничтожены нефтехранилища и другие важные портовые сооружения, без которых американцам не удалось бы быстро восстановить силы, поскольку Пёрл-Харбор был единственной полностью оборудованной базой флота. Произведенный внезапно и явно до официального объявления войны, этот налет вызвал в Америке бурю негодования и сплотил общественное мнение вокруг президента Рузвельта.
В полной мере используя преимущества внезапности, японцы, как это ни иронично, намеревались держаться в рамках законности. Их ответ на американские требования от 26 ноября был рассчитан по времени таким, образом, чтобы японский посол в Вашингтоне получил его поздно вечером в субботу 6 декабря и вручил его правительству США в 13.00 в воскресенье, то есть в 7.30 по гавайскому времени. Это дало бы правительству США незначительный шанс, всего около получаса, чтобы оповестить своих военачальников на Гавайских островах и в других местах о начале войны. В то же время это позволило бы японскому правительству утверждать, что его действия законны с точки зрения международного права. Однако, поскольку японская нота была пространной (5 тыс. слов), а при расшифровке ее в японском посольстве произошла задержка, японский посол смог вручить ноту лишь в 14.20 по вашингтонскому времени, то есть примерно через 35 мин, после того, как началось нападение на Пёрл-Харбор.
