1941年1月24日，美國海軍部長諾克斯致函陸軍部長史汀生，提出《夏威夷防禦問題》。他向史汀生建議：（1）陸軍部要最先考慮增加夏威夷的戰鬥機、高射炮及建立防空警報網；（2）為改善珍珠港的防衛，陸軍部要考慮使用阻塞氣球、煙幕及其他特殊裝置等問題；（3）要製定有關當地海軍和陸軍對敵機發動突然襲擊進行空戰、艦艇和陸地防空火力有效配合的統一作戰計劃；（4）同意瓦胡島的陸、海軍部隊為防禦敵機對珍珠港發動突然空襲而進行適當的聯防準備；（5）為了防禦突然空襲，隻要目前的動蕩形勢仍舊發展，瓦胡島陸、海軍部隊每周至少要舉行一次戰備聯合演習。2月7日，史汀生複函諾克斯：“完全同意立即進行最大限度的準備。我們要特別優先考慮做好珍珠港的防禦工作。”
盡管陸軍部長和海軍部長都考慮優先加強珍珠港的防禦，但實際上珍珠港的防禦十分薄弱：原定陸軍配備180架B－17飛機，實際上隻有12架；當地指揮官要求配備300架飛艇，實際上隻有50架；有6部移動雷達，但工作時間很短，3部固定雷達尚在安裝中。
1941年2月1日，美國海軍正式成立兩洋艦隊。海軍大西洋分遣隊改編為大西洋艦隊，歐內斯特·金海軍上將任司令；駐珍珠港艦隊改編為太平洋艦隊，赫斯本德·金梅爾海軍上將任司令，駐菲律賓的原遠東海軍部隊改稱為亞洲艦隊，托馬斯·哈特海軍上將任司令。2月15日，金梅爾上任不久，向艦隊發出警告：日本“在宣戰之前，也許會偷襲珍珠港的軍艦，潛艇偷襲航行在海上的艦隻。”2月18日，金梅爾又致函海軍作戰部長斯塔克：“我感到，對珍珠港的突然襲擊（潛艇、空中或結合的）是可能的，我們正在采取立即可行的步驟，以使這樣的襲擊引起的損害降至最小程度，並保證使進攻的敵人付出代價。”2月27日，金梅爾再次致函斯塔克，希望優先考慮供給擔任珍珠港防禦任務的陸軍以飛機和高射炮。
根據“先歐後亞”的戰略方針，4～5月間，美國太平洋艦隊有3艘戰列艦、1艘航空母艦、5艘驅逐艦和3艘油船、3艘運輸艦奉命調往大西洋艦隊，以應付英國的危急形勢，太平洋艦隊受到一定削弱。
1941年7月26日，為了阻止日軍南進和加強菲律賓的防禦力量，已退役在菲律賓擔任軍事顧問的道格拉斯·麥克阿瑟被重新召回，並被任命為新組建的遠東美軍總司令。到12月間，遠東美軍共有地麵部隊13萬餘人（其中美軍1.2萬人，菲律賓軍隊1.2萬人，民兵11萬人），飛機140餘架（包括B－17轟炸機及戰鬥機），駐菲律賓的美國海軍亞洲艦隊共有巡洋艦3艘、驅逐艦13艘、潛艇18艘、魚雷快艇6艘。
在日本侵占印度支那北部及南部之後，形勢急劇惡化，戰爭迫在眉睫，美國加緊戰備工作。11月14日，美國太平洋艦隊司令金梅爾向部隊發出命令，判斷敵人在宣戰之前會實施下列攻擊：（1）對停泊在珍珠港的艦船實施突然襲擊；（2）用潛艇突然襲擊在海上的艦船；（3）同時實施上述兩項攻擊。
此時，美國太平洋艦隊的3艘航空母艦都在珍珠港外執行任務。11月28日，美國海軍第8特遣隊（航空母艦“企業”號、重巡洋艦3艘、驅逐艦9艘）由珍珠港駛往威克島。12月4日，駛至威克島東200英裏處，12架F4F戰鬥機由航空母艦飛往威克島，爾後，“企業”號返航，預定12月7日7時30分（夏威夷時間）進入珍珠港航道。由於氣象原因，12月7日，“企業”號距珍珠港還有200英裏。12月5日，航空母艦“列克星頓”號載運海軍陸戰隊飛機去中途島。“薩拉托加”號航空母艦在本土休整。
日軍襲擊作戰的主要兵力是南雲忠一海軍中將指揮的艦艇突擊編隊。日軍為了一方麵避免因突擊編隊編成過大而暴露，另一方麵具備強大的突擊力，遂決定：以航空母艦6艘、戰列艦2艘、重巡洋艦2艘、輕巡洋艦1艘、驅逐艦9艘、潛艇3艘和油船8艘編成突擊編隊。6艘航空母艦用於突擊的艦載機有104架水平轟炸機、135架俯衝轟炸機、40架魚雷機和81架戰鬥機。突擊飛機編成2個攻擊波，首先是攻擊美國海軍太平洋艦隊的4艘航空母艦和8艘戰列艦，其次是攻擊機場和港口設施。此外，每艘航空母艦還留有1／3的戰鬥機在突擊編隊上空巡邏、警戒，以防美機的攻擊，另以第6艦隊27艘潛艇編成3個先遣隊、1個特別攻擊隊（包括5艘袖珍潛艇）和1個軍事要地偵察隊；先遣隊和軍事要地偵察隊在突擊前潛入珍珠港，在空中突擊的同時，以魚雷攻擊港內美軍艦船。
日軍為了確保襲擊珍珠港成功，戰前加緊訓練參戰部隊，對珍珠港不間斷地實施偵察，進行嚴格周密的組織準備，同時采取各種手段實施戰略欺騙和偽裝，隱蔽其襲擊珍珠港的作戰企圖。