夏威夷時間早上7點55分，一架機翼上印有日本旭日紅色標誌的日本俯衝轟炸機從瓦胡島上方的雲層中出現。360架（數字統計各有不同）日本戰機緊隨其後，猛烈襲擊珍珠港的美國海軍基地，襲擊對美國太平洋艦隊造成了致命的打擊。
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夏威夷此時還正處於星期日太陽未升起的早晨，島上只有少數人起來，大部分士兵都還處於休息狀態。在奧帕納雷達站中的兩位二等兵於6點45分在螢幕上發現有不明物體靠近歐胡島（實際上是南雲的偵察機），卻沒有上報。
不久，螢幕顯示北方有一大群飛機接近後，他們趕緊聯絡防空中心有不明物體靠近基地，值班的科米特·泰勒中尉回報他們應該是看到自“希甘姆”機場的巡邏隊，或是從美國本土加州來的B-17轟炸機。
早上7點40分，機隊離開航空母艦已過1小時又40分鐘，淵田判斷美軍都尚未清醒，偷襲必定成功，便發射一枚訊號彈，但機隊中有人沒看見，淵田又再發射一發，卻使部分機組誤解是執行發射2發訊號彈時的作戰，結果導致攻擊隊未照演練時的順序進攻；不過這項錯誤對整場作戰並無影響，因為美軍並未組織抵抗。從發射訊號彈到第一枚炸彈投下之前，淵田發出無線電訊號“虎！虎！虎！（トラトラトラ）”，即通知南雲艦隊偷襲成功。
日軍開始攻擊，由於美軍還處於驚愕狀態，幾乎沒有什麼反擊能力，日軍機隊暢所無阻地分開執行自己的任務。對日軍來說要先摧毀美軍的戰鬥機以保護其他轟炸機，而零式戰鬥機則因為空中沒有敵人也轉而加入攻擊機場的行動。
（1941 年 12 月 6 日，97 型艦艇攻擊艦和船員在航母“加賀”號前往珍珠港襲擊的船上拍攝的紀念照片。）
日軍於夏威夷時間7點48分開始攻擊機場，惠勒機場被認為駐有50架P-40和P-36，在第一次攻擊中就摧毀四分之一的飛機，兵營和機庫都被炸彈所攻擊，惠勒機場完全失去反擊能力。
希甘姆機場則是轟炸機的基地，停放約70架轟炸機（其中12架為B-17飛行堡壘），被破壞程度與惠勒機場相同。7點58分，羅根·C·雷姆賽上校於福特島向港內發出廣播：“珍珠港受空襲，這不是演習！”，此訊息隨後由太平洋司令部發出（8點12分），再傳到華盛頓，但此訊息傳到總統與國務院已是華盛頓時間下午2點。
1941 年 12 月 7 日（當地時間），“加利福尼亞”號戰艦
珍珠港的空襲共持續一個小時又50分鐘，日軍獲得決定性勝利。美國在1941年12月太平洋艦隊原有12艘主力艦，其中有9艘戰鬥艦和3艘航空母艦，在被攻擊時珍珠港共有96艘船隻，共被癱瘓了8艘戰列艦、3艘巡洋艦、3艘驅逐艦、8艘輔助性船隻，合計共30萬噸。
其中完全被摧毀或不再使用的只有亞利桑納號戰列艦、俄克拉何馬號戰列艦、作為靶艦的猶他號戰列艦與2艘驅逐艦，其餘在花了一年多時間於港內打撈後，紛紛在太平洋戰爭中修復並投入使用。
而飛機則是全部390架中，被摧毀188架（有92架屬於海軍戰機，96架屬於陸軍航空軍機），受損155架（126架陸軍機和31架海軍機），以卡內奧赫和埃瓦機場受損最為嚴重，2機場共82架飛機僅有1架在攻擊後保有升空能力。
而美國人員傷亡則有：共2403人死亡，受傷1178人；海軍：2008人陣亡，710人受傷（死亡人數近自亞利桑納號）、陸戰隊：109人陣亡，69人受傷、陸軍：215人陣亡，360人受傷、平民：68人死亡，35人受傷[38]。許多美軍士兵在當日表現英勇，此次共頒發14枚榮譽勳章、53枚海軍十字勳章、4枚銀星勳章和4枚海軍與陸戰隊勳章。
珍珠港的油罐
珍珠港的油罐
日本已經準備進行第三次打擊時，他們總共損失了 29 架飛機。但南雲擔心會有更多飛機被擊中。他沒有冒險，而是告訴他的手下轉身。攻擊於上午 9 點 45 分結束
這次襲擊最初證明是巨大的成功，讓日本迅速擴張到太平洋和東南亞（圖為兩枚炸彈穿透其前方後的肖爾號）
在短短 90 分鐘內，超過 2,400名美國人喪生，17 艘船隻受損或丟失。在遇難的水手中，超過一半的人在亞利桑那號戰列艦的前部彈匣爆炸時喪生
右圖是俄克拉荷馬號的龍骨，它被五顆魚雷擊中，最後兩顆魚雷擊中了她的皮帶裝甲並導致她傾覆
襲擊後留下的破壞是慘淡的，但只有三艘船被永久摧毀。其中包括俄克拉荷馬號（如圖所示，被煙霧覆蓋）。
襲擊發生後，福特島上的一個飛機庫著火了。在夏威夷基地的404架美軍飛機中，有188架被摧毀，159架受損，幾乎都在地面上
西弗吉尼亞號，被七枚魚雷擊中
日本用兩波使用354架飛機摧毀了美國海軍。在這裡，其中一些飛機準備起飛
飛行員無助地看著戰鬥機，在沒有起飛的情況下被摧毀後燃燒。在整個攻擊過程中，只有 8 架飛機成功起飛，其中 6 架至少擊落了一架日本
日本水手在準備發動突襲時向他們的飛行員揮手
今天依然有日本人以此為炫耀的資本，依然發文紀念這次偷襲。
