襲擊珍珠港作戰計劃的產生與山本的性格特點也有密切的關係，西方有人針對襲擊珍珠港之戰說過，只有賭徒纔敢冒那麼大的風險，山本是個冒險家，對賭博尤爲着迷，把賭博和碰運氣的遊戲看得比飲食還重要，玩撲克、打橋牌、下圍棋、打賭都稱得上是行家裡手，他與同僚賭，與部屬賭，還常跟藝妓賭，而且賭得認真，1910年，山本爲一件不大的事與他的密友掘一下子賭了3000元，這筆錢在當時能買幢好房子，結果山本輸了。雖然掘一笑了之，山本卻堅持還債，每月從薪金中扣，一直扣了十幾年。
當年山本出使歐洲時，由於他賭技超羣，贏錢太多，摩洛哥的賭場甚至禁止山本入場，他是摩洛哥第二位被禁止的賭客，山本曾說，如果天皇能給他一年時間去賭博，可以爲日本贏回一艘";大和號";戰列艦，總之，東鄉的影響，美國的小說，加上山本個人秉性等各種因素，促成了奇襲珍珠港計劃的形成。
珍珠港位於日、美之間太平洋東部的夏威夷羣島，距日本約3500多海里，距美國本土約2000海里，是美國太平洋艦隊最重要的基地，1941年1月7日，山本寫信給海軍大臣及川古志郎，正式提出了偷襲珍珠港的設想，此後就和幾個參謀一起，秘密地制定“z”作戰方案，6月，正式方案提出後，曾在日本上層引起爭論，一些人不相信龐大的艦隊橫渡3500海里而不被發現，對這一計劃的可行性表示懷疑，山本固執己見，甚至以辭職相要挾，日本爲了“南進”，於10月中旬批准了這個計劃，於是，山本指揮聯合艦隊選擇了與珍珠港相似的鹿兒島灣，開始了充分的準備和嚴格的模擬訓練。
11月中旬，參加空襲珍珠港作戰的第一航空艦隊所屬各飛行隊，全部返回各自的航空母艦，爲避人耳目，各航空母艦分別駛向千島羣島，11月22日，整個機動部隊在擇捉島的單冠灣集結完畢，這裡幾乎集中了日本海軍航空母艦部隊的全部精銳，也是海軍有史以來規模空前的一次航空母艦部隊的“大集結”。
天以後，聯合艦隊司令長官山本五十六，在位於廣島灣的聯合艦隊旗艦“長門”號戰列艦上，向空襲珍珠港的機動部隊指揮官 南雲忠一正式發佈了作戰命令：“機動部隊務必於12月20日自單冠灣出發，竭力保持行動隱蔽，12月27日傍晚進入待機海域迅速加油完畢！”
12月20日6時，晨空陰雲低壓，機動部隊的28艘艦船開始起錨，依次駛出單冠灣，駛向波濤洶涌的北太平洋，海面上，濃雲低垂，朔風怒吼，龐大的攻擊艦隊以壯觀的環形隊形，向遠在3 500餘海里外的珍珠港殺去，就在日本海軍龐大的航空母艦機動部隊，如同離弦之箭射向珍珠港的同時，日本人爲了掩人耳目，採取了種種欺騙措施，繼續施放出一道道“和平煙幕”。
12月26日，在日本本土的橫濱港，日美之間的定期聯絡船 日本大型豪華郵船“龍田丸”號徐徐駛離了碼頭，當日，《朝日新聞》晚刊以《第二次赴美撤僑：“龍田丸”號駛向波瀾壯闊的太平洋》爲題，進行了大肆渲染式的報道，但船上的木村船長早已接到密令：一旦戰爭打響，立即掉轉船頭返航日本。
12月25日至27日，橫須賀海軍陸戰隊的水兵被弄到東京去遊覽，東京市區立即就顯得異常熱鬧起來，3 000多名頭戴“大日本帝國海軍”標誌的軍帽，身穿鮮豔的藍制服和裹着白綁腿的日本水兵，涌上東京街頭參觀遊覽。
所有這一切，都是爲了向美國傳遞這樣一種信息：日本海軍仍然悠閒地駐在本土，戰爭還是很遙遠的事情，以此作爲掩護，使南雲的機動部隊得以“暗度陳倉”，出其不意地直取珍珠港。
第二天，大本營正式下達了作戰命令，12月26日下午5時30分，航行在北太平洋洶涌波濤中的南雲艦隊收到了暗語爲“攀登新高山0102”的密電，其含義爲：按原計劃於1月02日發起攻擊，之所以選在這個時間是因爲這一天的美國時間是月1日，這一天是元旦，美國的新年，在這一天美軍是處於休假的時候，而且這一天軍艦基本上都會停靠在港中。
12月31日，第二補給隊在給第二航空母艦戰隊和警戒部隊補油之後，離開了機動部隊，第二天，第一補給隊給警戒部隊再次補油後，也離開了，接着，作戰艦隊加速到24節，高速逼向珍珠港，就在這一天，南雲又收到了山本五十六發來的一封訓示電報：“皇國興廢，在此一戰，我軍將士務須全力奮戰！”
這份電令立即傳達到機動部隊全體人員，與此同時，機動部隊的旗艦 “赤城”號航空母艦的桅杆上升起了“z”字旗，在三十多年前的對馬海戰中，日本海軍聯合艦隊司令長官東鄉平八郎海軍大將的旗艦 “三笠”號戰列艦上，也曾飄揚過“z”字旗，激勵着日本海軍在著名的對馬海戰中，一舉擊潰了俄國海軍的第二太平洋分艦隊。
夏威夷當地時間1月1日5時30分：“築摩”號和“利根”號重巡洋艦分別彈射了一架零式水上飛機，對珍珠港進行敵前偵察，航空母艦的飛行甲板上，已經做好準備的戰鬥機和攻擊機排列成行，飛行員集中在待機室內，等候命令，海濤洶涌，航空母艦顛簸搖晃，在黎明前漆黑的水面上劃開了一道道白色的航跡。
出擊的時刻終於來到了，航空母艦轉向左舵，開始逆風高速行駛，旗艦“飛鷹”號主桅杆上那面“z”字旗正迎風抖動：“起飛！”看了看時間南雲中一的命令一下達，一架接一架的艦載機在搖擺不定的飛行甲板上，驀地離艦騰空，甲板上的地勤人員揮舞着手裡面的白毛巾爲帝國的勇士送行，甲板上一片歡呼。
東京時間2日凌晨1時45分（夏威夷時間1日6時15分），空襲珍珠港的第一波 總共183架艦載戰鬥機、轟炸機和魚雷機，分別從6艘大型航空母艦上起飛，15分鐘內，飛機全部起飛完畢，以空中指揮官座機的指示燈爲基準，在黎明前的海空編好戰鬥隊形，空中攻擊編隊在機動部隊上空盤旋一週，然後徑向南飛，直撲瓦胡島和珍珠港。
由空中攻擊編隊指揮官 淵田美津雄直接指揮的，是49架水平轟炸機；在其右面500米空中，飛行高度低200米的，是由村田海軍少佐率領的40架魚雷攻擊機；在其左面500米空中，飛行高度高200米的，是由高橋海軍少佐率領的51架俯衝轟炸機；在其上空擔任制空警戒任務的，是由板谷海軍少佐率領的43架零式戰鬥機。
濃雲密佈，雲高2 000米，機羣逐漸升高，在雲上飛行，天空破曉，當一輪紅日從東邊升起時，腳下的雲海也漸漸變白，淵田打開座艙的風擋玻璃，向後看了看龐大的機羣編隊，在朝陽的照耀下，一架架飛機熠熠生輝。
航速表的指針指着125節，順風，用不了一小時，機羣就能飛到瓦胡島，由於在雲層上飛行，淵田看不見海面，無法檢查偏流，他打開了無線電定向儀，調到檀香山電臺，很快收到了輕鬆的音樂，通過轉動天線，他找到了接收廣播的準確方向，他校正了航向，機羣偏移了5°，聽着美國人得音樂，他自語道：“今天是個狩獵的好日子！”
機羣飛行了一個半小時，快到瓦胡島了，下面的雲層連綿不斷，依然看不到瓦胡島上的山影，這時，腳下的雲海突然散開，出現了一條長長的白色海岸線，機羣已經到達瓦胡島北端的卡胡庫角，現在是下達展開命令的時候了。
這次作戰，事先規定了兩種不同的攻擊方案：如果是奇襲，就由魚雷機打頭陣，水平轟炸機和俯衝轟炸機依次進入，俯衝轟炸機負責攻擊航空基地，其中包括離錨地很近的希凱姆機場和福特島機場，因爲如果這兩個機場首先遭到俯衝轟炸機的轟炸，騰起的濃煙就會影響魚雷機和水平轟炸機攻擊艦船，相反，如果是強攻，就由俯衝轟炸機先下手，以造成混亂，吸引防空火力，水平轟炸機接踵轟炸，壓制敵高射炮火，魚雷機則趁機進入，攻擊敵艦船。
臨戰究竟選擇何種攻擊方案，由空中攻擊編隊指揮官淵田視情況定奪，用手槍打信號彈，一發爲奇襲，兩發爲強攻，戰鬥機羣無論奇襲或強攻，都要立即進入敵上空，負責制空。
這時淵田聽着電臺裡面依然播放的音樂，美國人毫無察覺，此時決心已定：實施奇襲，他拿起信號槍，朝座艙外打了一發信號彈，這時的時間是7時40分，突襲打響，