策划对美战争的工作始于1940年，山本五十六和他的参谋班子反复考虑了多种瘫痪美国海军的方法。日本人需要做到的就是趁美国人不备给其致命一击，为自己赢得至少6个月甚至更多的时间优势，从而建立起自己的殖民帝国，日本人还为这个帝国起了一个颇具讽刺意味的名字——“大东亚共荣圈”。要想实现这一目标，最迫切的需求就是获取石油和原材料。山本五十六认为，在这样一场进攻战中，航空母舰势必要充当重要角色，并发挥重要作用。与众多海军高官极力追捧战列舰不同，山本五十六特立独行，他不认为只有战列舰才能够击沉战列舰，因此总是拿一句日本谚语来反驳那些热衷于战列舰的海军官员们——“最毒的毒蛇也有可能被一群蚂蚁杀死”。
要想对美国太平洋舰队发动致命攻击，最有效的途径就是通过一次精心策划的协同空中攻击，摧毁其位于夏威夷瓦胡岛的基地珍珠港。此前的战争实践证明，这是一种非常正确的做法。当时，英国地中海舰队利用航母舰载机对位于塔兰托的意大利舰队发动了一次致命攻击，摧毁了意大利6艘战列舰中的3艘，同时还击伤了其他一些舰船。在此情况下，意大利人将剩余舰船向北后撤至那不勒斯，事实上承认了他们已经不再将塔兰托视为一个安全基地。因此，在日本人看来，如果能够摧毁珍珠港基地，击沉美国太平洋舰队主力战舰，美国人必将耗费很长时间恢复元气，重新补充受损舰船。
参与制定攻击计划的主要有两个人——指挥官源田实及其朋友渊田美津雄，前者主张利用鱼雷轰炸机发起空中袭击，后者则是前者的好友，被其选中具体指挥这次空中攻击行动。和山本五十六一样，渊田美津雄也说着一口流利的英语，但他不像源田实那样热衷于鱼雷攻击，他认为锚地水深仅有40英尺，美国人将会用防鱼雷网保护自己的战舰。同时，还存在着一个问题，如果整个太平洋舰队的舰船恰好都在港口内，许多战舰将会并排进行锚泊，这也将保护战舰免遭鱼雷袭击。与之相反，源田实则准确地指出，如果用炸弹攻击装甲甲板和火炮，只能是徒劳无益。
与英国皇家海军攻击塔兰托港的行动相比，日本帝国海军为了对珍珠港发起致命一击，处心积虑地集结了一支无与伦比的庞大兵力。根据攻击计划，日本将出动6艘航空母舰和423架舰载机，而英国人攻击塔兰托时只出动了1艘航空母舰和21架舰载机。最终，日本人实际起飞了353架舰载机，对珍珠港发起袭击，同时负责提供空中掩护。当时，日本人和英国人相比，还拥有着更加先进的飞机优势。前面曾经提到，日本三菱公司生产的A6M战斗机（或称为“零”式战斗机）是一种单座战斗机，重量轻且机动灵活，即使没有配备观察员，也丝毫不影响其优异的性能。
此外，中岛公司生产的B5N鱼雷轰炸机是一种主力打击战斗机，盟军曾经为它取绰号叫“凯特”，这是一款单发动机单翼飞机，采用全金属承力表层式结构，配置可折叠机翼和伸缩起落架，最大时速达到230英里，远远超过英国皇家海军在袭击塔兰托时所使用的“旗鱼”飞机，后者时速只有100英里。
根据计划，在攻击珍珠港的行动中，日本人将派出40架B5N战机携带鱼雷实施攻击，另外103架携带炸弹执行轰炸任务。另外一款战机是一种叫做“爱知”D3A1型的俯冲轰炸机，盟军称其绰号为“瓦尔”，其性能相当于德国人的Ju87“斯图卡”俯冲轰炸机。
为了实施攻击，南云忠一海军中将麾下的第一航空战队划分为3个航母分舰队。第1航母分队旗舰“赤城”号由战列巡洋舰改装而来，“加贺”号则由战列舰改装而成。第2航母分队的2艘航母吨位较小，分别是“飞龙”号和“苍龙”号，除了后者配置一座传统的右舷岛之外，简直可以称作姊妹舰了。最新型的2艘航空母舰配备在新组建的第5航母分队，分别是吨位较大的“翔鹤”和“瑞鹤”号，其规模简直可以和参加塔兰托袭击战的英国皇家海军的“卓越”级航空母舰相提并论。与“卓越”级航母不同的是，这两艘舰尽管速度高达35节，但甲板防护装甲几乎没有。 每艘航母配备有3台升降机，最多可容纳70架飞机。
为这些航母提供护航的是2艘战列舰“比睿”号和“雾岛”号、3艘巡洋舰和9艘驱逐舰，相比之下，这支护航力量非常薄弱，一旦遭到美国太平洋舰队战列舰的猛烈炮击或者潜艇攻击，后果不堪设想。
日本人将发起攻击的日子定在12月8日，由于这两个国家位于国际日期变更线的两侧，对于美国人而言却是12月7日。在袭击发起之前，山本五十六大将视察了“赤城”号，他在对舰载机飞行员训话时指出，要丢掉幻想，别指望所有事情都会按计划顺利进行。他这样说道：“在漫长的历史进程中，日本曾经遇到过许多难以对付的对手，蒙古人、中国人、俄国人，但最值得高度警惕的是美国人。你们必须做好准备，去对付美国人的激烈反抗。美国太平洋舰队司令金梅尔海军上将是一个非常有远见而且富于进取精神的人，你们要想达到目标必须浴血奋战。”
从很多方面讲，对于珍珠港的进攻都可以称为日本人的一次重大胜利。日本人选择在星期日清晨发动攻击，从而最大限度地降低遭到抵抗的可能性，因为在这个时候，指挥官们往往都不在岗位，他们的下属也都在休息。事实上，美国陆军和海军的指挥官们当时正在打高尔夫球，没有一个人能够料到山本五十六居然会选择在这个时候发动袭击，在如此恶劣的海况条件下，如果是演习的话，飞行计划早就撤销了！
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