夏威夷的珍珠港是美國太平洋艦隊的基地，而太平洋艦隊是日本南進的最大障礙，所以山本五十六才提出對珍珠港進行一次突襲，解決掉日本南進的絆腳石。但是，山本的計劃最初並沒有被通過，當時的近衛內閣不願冒同美英交戰的險，倒是東條英機成為日本首相後，山本偷襲珍珠港的計劃很快就被軍部通過了。為了確保襲擊萬無一失，山本在兵力部署、戰前訓練、行進路線以及各部隊之間的配合上都做了大量的準備工作，因為畢竟這是一次十分冒險的行動。
山本計劃以突然襲擊摧毀美國太平洋艦隊，奪取製海製空權，以消除其對日本南進的威脅。為此，計劃以聯合艦隊第一航空艦隊6艘航空母艦（艦載機約400架）為核心，由14艘作戰艦隻（2艘戰列艦、3艘巡洋艦、9艘驅逐艦）掩護，3艘潛艇作先導，7艘油船提供補給，編成機動部隊，在突擊日日出前1～2小時抵達瓦胡島以北約200海裏海域展開，隨後出動艦載機襲擊珍珠港內的美國艦船和岸上航空基地，以消滅美軍太平洋艦隊主力。突擊結束後，立即撤離，返回日本內海。為監視美軍艦船行動並防止其逃逸，另以27艘潛艇組成先遣部隊，事先潛入夏威夷海區，擔任偵察、監視和截擊任務。
在空襲前的準備過程中，日本還派遣大量間諜搜集珍珠港和太平洋艦隊的情報，並對突擊部隊進行嚴格訓練。魚雷機編隊在九州鹿兒島進行低空淺水魚雷攻擊訓練，水平轟炸機編隊在九州有明灣進行中空投彈訓練，特種潛艇在四國中城灣進行夜襲訓練。與此同時，日軍還對航空魚雷進行改裝，使之適於在珍珠港空投。為達成突然性，日本利用談判掩護其作戰準備，采取偽裝和保密措施隱蔽其戰役企圖。機動部隊則選擇航程較遠且冬季多風暴、船隻往來較少的北航線隱蔽航渡。
山本五十六將部隊分為三個航空母艦特混艦隊，機動部隊第一航空母艦戰隊由“赤城”號（旗艦）和“加賀”號組成，由機動部隊司令長官南雲忠一海軍中將直接指揮。其中“赤城”號搭載各類戰鬥機、轟炸機、魚雷機共72架，“加賀”號搭載各類飛機共79架。
機動部隊第二航空母艦戰隊由“飛龍”號（旗艦）和“蒼龍”號組成，由山口海軍少將擔任司令。其中“飛龍”號搭載各類戰鬥機、轟炸機、魚雷機共58架，“蒼龍”號搭載各類飛機共61架。
機動部隊第五航空母艦戰隊由“瑞鶴”號（旗艦）和“翔鶴”號組成，其中“瑞鶴”號搭載各類戰鬥機、轟炸機、魚雷機共66架，“翔鶴”號搭載各類飛機共68架。
這三個航空母艦特混艦隊，除了配有6艘航空母艦之外，還有戰列艦2艘、巡洋艦3艘、驅逐艦9艘、潛艇3艘和8艘運油船，6艘航空母艦共搭載有423架作戰飛機。這些飛機被分為兩個攻擊波，主要的任務是攻擊美國太平洋艦隊的3艘航空母艦和8艘戰列艦，其次就是攻擊機場和港口的設施。
此外，日本派出了由27艘潛艇組成的先遣隊，其中22艘負責偵察，共載有飛機11架，另外5艘為特別攻擊隊，各攜帶一艘袖珍潛艇。袖珍潛艇將在空襲前潛入珍珠港內，空襲的時候在水下發起進攻。
為確保航線的安全，山本選擇了船隻很少經過的北太平洋航線，機動部隊將在距離珍珠港200海裏的海域停泊，飛機起飛後進行2個小時的低空飛行，達到珍珠港。一切準備就緒後，龐大的日本海軍踏上了征程。
航母的勝利
1941年12月7日，以航空母艦為核心的日本艦隊，在波濤洶湧的北太平洋上航行著，一艘輕型巡洋艦在最前方開路，此時距離他們的目標珍珠港已經不遠了。一路上艦隊都在實行著警戒，嚴格保持著無線電靜默，因為他們知道這是一次隻能成功不能失敗的任務。此前一天，聯合艦隊司令山本五十六海軍大將，已經向艦隊的旗艦“赤城”號發出了電報：“皇國興廢，在此一戰，我軍將士務須全力奮戰。”為了鼓舞士氣，在“赤城”號上最高的主桅杆上升起了“Z”旗，36年前在對馬海戰中，聯合艦隊司令長官東鄉平八郎的旗艦“三笠”號，在對俄國艦隊發起攻擊之前，升起的正是這一旗號。看到“Z”旗，更使日本艦隊的全體官兵蠢蠢欲動，他們此時已經按捺不住求戰的心情，期盼著為天皇效忠的時刻早一點到來，開戰的時間被定在了12月8號（此為東京時間，珍珠港時間為7號）。