7時25分，日本機群離瓦胡島100公裏；7時30分，相距75公裏；7時39分，相距35公裏……就這樣，當空襲珍珠港的日軍攻擊編隊已經發出“奇襲成功”的信號之際，疏於戒備的美國海軍太平洋艦隊卻仍然在“沉睡之中”！
7時55分，由高橋海軍少佐率領的俯衝轟炸機群率先開始攻擊。高橋海軍少佐由於誤解了信號，認為要實施強攻，立即將其所率領的51架九九式俯衝轟炸機分為兩隊：一隊由他率領，直撲福特島和希凱姆機場；一隊由阪本明海軍大尉指揮，飛向惠列爾機場。
飛臨希凱姆機場後，看到停機坪上排列整齊的重型轟炸機，高橋海軍少佐猛地橫搖飛機，進行俯衝，餘機緊緊跟隨，第一批炸彈落到了希凱姆機場上，福特島和惠列爾機場也相繼遭到轟炸。刹那間，彈雨如注，鋪天蓋地。在陣陣巨大爆炸聲中，希凱姆機場、福特島機場、惠列爾機場大火熊熊，黑煙騰空。那些排列得整整齊齊，宛如參加一次大檢閱似的美國飛機，轉眼間被炸得破爛不堪、支離破碎。隻有少數幾架美機僥幸起飛成功，但很快被機動性極高的日軍零式戰鬥機擊落。僅僅數分鍾，美軍機場瘡痍滿目，彈坑遍地，日本人瞬間就摧毀了瓦胡島的空防能力！
此時，村田率領的魚雷攻擊機群，正從灣口以南飛過希凱姆機場，衝向海軍造船廠。希凱姆機場突然升起的硝煙使村田大吃一驚，他知道，這次攻擊是奇襲，應該由他的魚雷機隊打頭陣。為了不被這些機場升起的濃煙遮住目標，隻得趕緊抄近路，實施攻擊。因此，魚雷攻擊機群開始攻擊的時間，比計劃提前了大約5分鍾。
7時57分，村田率領的魚雷攻擊機群，共40架九九式魚雷機，對美軍的戰列艦群展開了凶猛的魚雷攻擊……
8時整，板穀率領的製空戰鬥機群，共43架零式戰鬥機，開始對地麵進行瘋狂掃射……
8時05分，淵田美津雄在下達了攻擊命令之後，就率領其直接指揮的水平轟炸機群共49架水平轟炸機，對美軍的戰列艦群實施了猛烈轟炸……
淵田將座機略微升高，他在觀察珍珠港上空和地麵的戰況。隻見珍珠港的上空全是日軍飛機，沒有發生空戰，停泊在港內的美軍艦隻好像仍然在熟睡，火奴魯魯廣播電台和往常一樣，在繼續廣播節目。淵田放心了，奇襲肯定能成功，飛行員們會完成任務的。
短短幾分鍾的時間，珍珠港水柱突起，火團升騰。機場上，美機被炸得橫七豎八、慘不忍睹；海麵上，美艦被炸得東倒西歪、狼狽不堪。往常蔚藍色的海空，如今已是濃煙蔽日；昔日蕩漾的碧波，眼下已成火海一片。沉浸在美夢中的美軍官兵，有的驚恐萬狀；有的則對美國海軍大加稱讚，認為選擇這樣一個星期天進行演習，實在是深謀遠慮；有的甚至既風趣幽默又欷歔感歎地說：“火奴魯魯同美國像是處於不宣而戰的狀態。”
上午8時，美國海軍太平洋艦隊司令部用明碼把十萬火急的電報匆匆發出：“珍珠港遭受了空襲！這不是演習！”
日機空襲5分鍾後，瓦胡島上32個美軍高炮連中有4個首先對空開火，然而已是無濟於事。日軍艦載機的猛烈攻擊，使珍珠港出現了有史以來最悲慘的情景：
戰列艦“亞利桑那”號（排水量34 000噸），中彈後引爆了艦首彈藥艙，黑紅色煙雲升騰翻滾，煙柱高達1 000米。該艦在水麵支撐了幾分鍾就帶著1 100餘名艦員沉入海底。
戰列艦“西弗吉尼亞”號（排水量32 000噸），被9枚魚雷擊中，左舷被炸開一道長37米、寬4.5米的裂口，艦體傾斜著插入海灣中，艦員死亡105人。
戰列艦“田納西”號（排水量33 000噸），被1枚魚雷、2枚炸彈擊中，艦上大火熊熊，受到重創。
戰列艦“俄克拉荷馬”號（排水量29 000噸），被12枚魚雷擊中，艦上濃煙滾滾，左傾沉入海底，死亡415人。
戰列艦“馬裏蘭”號（排水量32 000噸），被2枚重磅炸彈擊中，縱傾1.5米，遭受重創。
戰列艦“加利福尼亞”號（排水量33 000噸），被2枚魚雷擊中，艦上重油庫騰起驚人烈焰，逐漸傾斜下沉，該艦有100餘人遇難。
戰列艦“內華達”號（排水量29 000噸），被1枚魚雷和2枚炸彈擊中，黑煙滾滾，傷勢極重。
太平洋艦隊的旗艦——戰列艦“賓夕法尼亞”號（排水量34 000噸），雖然停在造船廠船塢裏，但仍吃了幾枚炸彈，而停在旗艦泊位上的“海倫娜”號輕巡洋艦卻成了替死鬼。
龐大的“猶他”號靶船，也被當作戰列艦加以攻擊，被命中魚雷6枚，很快就傾覆了。
當金梅爾海軍上將來到太平洋艦隊司令部時，他所指揮這支艦隊的主力——8艘戰列艦均已被擊沉或重創。而奇襲得手，取得赫赫戰果的日軍艦載航空兵第一攻擊波，已於8時25分揚長而去了……
日軍第一攻擊波的攻擊持續了大約1小時，日軍共損失艦載機9架，其中戰鬥機3架，俯衝轟炸機1架，魚雷機5架。
然而，珍珠港的災難並未就此結束。就在第一攻擊波向航空母艦返航的時候，第二攻擊波的171架飛機由島崎海軍少佐率領，再次飛臨瓦胡島上空。8時40分，機隊在卡胡庫上空展開完畢。8時55分，日機冒著猛烈的高射炮火，躲開硝煙，開始攻擊。
日軍的第二攻擊波，共有零式戰鬥機36架，負責奪取珍珠港上空的製空權；高空水平轟炸機54架，由島崎海軍少佐直接指揮，前往攻擊希凱姆機場和卡內歐黑的海軍航空站；俯衝轟炸機81架，由江草海軍少佐指揮，飛過東麵的群山，衝向美軍艦隻。
這時，天空烏雲翻滾，濃煙升騰，俯衝轟炸機很難找到轟炸目標。艦炮和地麵防空炮火越來越猛，使轟炸更添困難。江草毫無懼色，率隊衝向集束彈幕，並選擇火力最猛的艦隻作為攻擊目標。這個辦法相當有效，第一波攻擊時，這些艦隻肯定損失不大。就這樣，經過認真搜尋，第二波攻擊了那些受傷輕微的戰列艦隻和尚未受傷的巡洋艦和驅逐艦。
日軍第二攻擊波的空襲，同樣持續了大約1小時。但是，由於美軍已經逐漸“清醒了過來”，高射炮火凶猛，使日軍的損失比第一攻擊波要大，共損失零式戰鬥機6架，俯衝轟炸機14架。
在第二攻擊波向機動部隊返航後，淵田海軍中佐又駕機繞珍珠港盤旋一周，以觀察戰果，拍攝照片。他仔細清點，美軍有4艘戰列艦確定沉沒，3艘嚴重受損，另有1艘戰列艦看來隻受了輕微小傷，其他各型艦隻也受到不同程度的損害。福特島的水上飛機基地和機場烈火熊熊，特別是惠列爾機場。
由於濃煙彌漫，要詳細查清戰果是不可能的。機場破壞的情況不明，但是，停機坪上顯然沒有飛機活動，淵田的座機在空中待了3個小時，沒有碰到一架敵機，看來，至少摧毀了島上一半航空兵力。不過，有幾個機庫未受到破壞，裏麵可能有飛機尚能作戰。
淵田美津雄的座機是最後返回“赤城”號航空母艦的。其時，“赤城”號上加好油、掛好炸彈的飛機正被提上飛行甲板，準備進行第三次攻擊。座機剛剛停穩，淵田就被叫上艦橋。南雲司令官和參謀人員，正在就是否要發動下一次攻擊進行激烈的爭論，他們正在等待淵田的報告。
“肯定擊沉了4艘戰列艦，1艘當即沉沒，1艘傾覆，其餘2艘雖然沒有傾覆，但已沉入港底。”淵田報告說。
南雲司令官看來比較滿意：“這就是說，我們已經取得了預期戰果。”
接著他們討論了對機場的破壞情況，淵田陳述了自己的見解：“一切表明，我們已經破壞了大量目標，但不敢肯定已摧毀了一切，仍然有許多可以攻擊的目標，因此，我建議發起另一次攻擊。”
盡管淵田海軍中佐極力爭辯，要求再次發起攻擊，但是，最後的決定畢竟要留給機動部隊的司令官去做。最後，偷襲得手，但卻一直心虛膽怯的南雲終於還是選擇了撤退。
由於機動部隊的指揮官滿足於現有戰果，未能實施第三次攻擊，致使夏威夷島上的油庫群以及造船廠完好無損，碰巧外出執行任務的3艘美軍航空母艦也得以幸免於難，這些都對美日雙方以後的作戰產生了重大影響。
由於山本的大膽決策，日本海軍航空母艦機動部隊偷襲珍珠港取得了巨大的戰果：日軍艦載機共擊沉美國海軍戰列艦5艘（包括“猶他”號）、重巡洋艦2艘、輕巡洋艦2艘和油船1艘；重創美軍戰列艦3艘、巡洋艦2艘和驅逐艦1艘；中創美軍戰列艦1艘、輕巡洋艦4艘。共擊沉、擊傷美國海軍太平洋艦隊各型艦隻40餘艘，幾乎使美國海軍的太平洋艦隊全軍覆沒！
此外，美軍地麵高射炮火的誤射共擊毀、擊傷美軍飛機450餘架。美軍陣亡2 409人，受傷1 178人。而日軍方麵所付出的代價，卻僅僅是損失艦載機29架、特種潛艇5艘。
日軍偷襲珍珠港得手，不僅震驚了全世界，而且再次創造了艦載航空兵對岸、對港攻擊的成功戰例，這也預示著航空母艦在已經打響的太平洋海戰中，必將發揮出前所未有的決定性作用！
對於美國海軍而言，珍珠港之戰不僅在主觀上使其從“巨艦大炮主義”的陳舊觀念中徹底清醒過來，而且也在客觀上徹底摧毀了其所倚仗的“巨艦大炮”，使其隻能憑借劫後餘生的航空母艦去抗擊日本海軍，從而最終促成了美國海軍作戰指導思想的徹底轉變。這一功勞，當然又被記在了日本人的頭上。
太平洋戰爭的戰火從此在珍珠港的海空燃起……