在兵力的使用上，一、使用第1航空戰隊（航空母艦“赤城”號、“加賀”號）和第2航空戰隊（航空母艦“蒼龍”號、“飛龍”號）待月夜或黎明，以全部航空兵力對敵人發動強襲，以期全殲。二、一個水雷戰隊，負責搭救因不能避免敵機反擊而沉沒的航空母艦上的官兵。三、一個潛水戰隊，逼近珍珠港，迎擊狼狽出動之敵。如可能，於珍珠港入口處斷然擊沉敵艦，利用敵艦封鎖港口。四、補給部隊，為補給燃料，以數艘加油船充實該部隊。
當然，山本也沒有忽視日本的主要目標。“夏威夷作戰要和菲律賓、新加坡方麵的作戰同一天實施。但隻要擊滅了美主力艦隊，菲律賓以南的雜牌部隊就會喪失士氣，不敢逞能。”
“盡管夏威夷作戰損失可能很大，但如果我們對其采取守勢，等待敵人來攻，那麼敵人就有可能一舉襲擊我本土，燒毀帝國首都及其他大城市。如果發生這樣的事態，國內輿論嘩然，我們海軍將受到輿論的譴責，國民的士氣也將跌落。”他堅信，“雖然此次作戰之成功並非容易，但有關將士若能上下一體，堅定以死奉公之決心，可期天佑以獲成功。”
最後山本在意見書中提出他個人的請求：“卑職真心希望自身擔任攻擊珍珠港的航空艦隊司令長官，親自指揮夏威夷作戰。”
從1941年1月開始，山本五十六全力組織力量論證和製訂具體作戰方案。他首先把製訂基礎方案的任務交給了密友，第11航空隊參謀長大西沈次郎少將。
大西是日本航空界的優秀人才，性格和思維與山本極其相似。接到任務後，大西找來第1航空隊參謀“王牌戰鬥機飛行員”源田實中佐，協助他一起製訂基礎方案。
經過近兩個月的苦苦思索計算，3月份拿出第一草案，即：以全部航空母艦盡可能靠近珍珠港，以飛機進行多次反複轟炸，使敵人失去反擊能力；轟炸的主要目標是美國航空母艦（山本原計劃主要攻擊戰列艦），以及瓦胡島上的陸基飛機。這份草案融合了空軍、海軍將領的創造性思想，山本十分滿意。
隨後，山本召集第二航空艦隊有關人員進行討論。麵對爭執不休的兩派將領，山本宣布：“諸位，請你們了解，隻要我還擔任聯合艦隊司令長官這個職務，這一仗就非打不可。希望你們研究萬全之策。”會後，聯合艦隊設置4個預備研究小組，由首席參謀黑島龜人主要負責。
4月末，黑島赴東京軍令部解釋襲擊珍珠港的計劃。然而，軍令部並不同意山本的作戰方案，理由是這一作戰計劃成功的兩個前提條件即保證大型航空母艦遠渡重洋而不被發現，以及美國太平洋艦隊一定停泊在珍珠港內是靠不住的。在這種情況下發動戰爭，無疑具有很大的風險。而戰爭不同於賭博，不能抱有僥幸心理。最後，軍令部隻答應海軍大學的年度圖上演習提前到9月，在圖上演習中論證黑島的作戰方案。
正當日本海軍內部為夏威夷之戰爭論不休的時候，國際局勢又發生了戲劇性變化。1941年6月22日，德國撕碎條約，悍然發兵入侵蘇聯，蘇德戰爭爆發。
7月2日，天皇召開禦前會議，確立了針對英美國家的南進擴張政策。
7月28日，4萬日軍在東南亞登陸，不久便占領了西貢和金蘭灣。
日本的南下政策直接危害英國和美國的利益，英國宣布廢除《日英通商航海條約》，美國下令實行對日禁運，凍結在美國的日本資產，加拿大、新西蘭等國也相繼采取了報複措施。國際局勢的這一係列變化使日美戰爭成了必然趨勢。
9月6日，天皇再次召開禦前會議，審議《帝國國策施行要領》。近衛文、永野修身、豐田貞次郎、及川古誌郎、鈴木貞一等相繼發言，都對外交談判不抱希望，主張以戰爭為主，外交為輔。這時，從未在禦前會議上發過言的天皇，突然拿出一張寫有明治天皇在日俄戰爭前夕而作的一首短詩的紙條，並朗讀道：“四海本來皆兄弟，緣何世上起風波。”他告訴大家：“我很早以前就拜讀過大帝的這首詩，我正奮力以繼承先大帝愛好和平之精神。”然後起身退出了會議。實際上，裕仁天皇以日本的“腹藝”方式表明了開戰的抉擇。
禦前會議結束不久，海軍大學的圖上演習也開始了。夏威夷海戰演習結果表明，日軍重創了美海軍，自己也受到很大損失。基於此，軍令部仍然對山本的計劃遲疑不決。
山本再也按捺不住了，他大發雷霆，聲稱作為聯合艦隊的司令長官，他將對計劃負全責，否則寧願辭職。
消息傳到軍令部，總長永野修身大將深為感動，當即表示：既然山本長官那樣有信心，作為總長，我有責任批準他的要求，實行這一計劃。