蔣介石看到這份的情報後，迅即示意外交部長郭泰祺把日本人企圖偷襲珍珠港的情報轉告美國，藉以顯示國民黨情報獲得能力，並討好羅斯福總統。
豈料，美國海軍司令部一些驕傲到極點的將軍們，聽了中國提供的情報，竟然捧腹大笑。他們根本看不到這份情報的價值，認爲這是中國人在瞎編瞎說，意圖破壞美日關係。海軍司令部的將軍們認爲日本在軍火方面依靠美國的大力支持，美日兩國的關係非常友好。
與此同時，趙繼統參加了“Z”作戰方案實施前的最後一個海陸聯絡會議，他對航空母艦隊指揮官海軍中將南雲忠一提出了幾點要求，首先迅速攻擊敵機場停靠的飛機以及機庫，因爲他們反應最快。
其次是薩拉託加號、企業號、列剋星敦號三艘航母，剩下的按噸位大小隨意解決，但是不要攻擊珍珠港的船塢以及油庫。根據情報美軍油料庫中有450萬噸重油，如果受攻擊燃燒、爆炸會是一場災難，會造成人員的重大傷亡。日本無法消滅和佔領美國，所以需要通過局部戰爭的勝利，讓美國做出讓步，而不是徹底的激怒他們。
第三這是一場前所未有的偷襲行動，沒有任何先例可循，所以不要聽那些高級參謀“胡咧咧”一定要審時度勢、專斷而行！
南雲忠一忠實的執行了趙繼統的建議，當偵查潛艇發現三艘航母沒在港內時，一些高級參謀建議延遲攻擊，被他拒絕了，一意孤行的發動了進攻。日本赤城號航母上的飛行隊長淵田美津雄曾一再表示攻擊美軍油料庫，但是此舉卻遭到了他的果斷拒絕。還有那些毫髮無傷的船塢，使得一些受傷擱淺的艦艇第一時間得到修理，將損失減到了最低。
日本海軍爲了迷惑美國海軍無線電臺的諜報工作和掩蓋它偷襲珍珠港的企圖，除用改變航向的辦法來迷惑美國海軍外，又於12月1日零時更換了剛剛更換過的艦隊無線電通訊呼號，致使美國方面對日本的意圖全無警覺。
日本海軍一支由赤城號(旗艦)、加賀號、蒼龍號、飛龍號、翔鶴號和瑞鶴號六艘航空母艦爲主力的艦隊在海軍中將南雲忠一的指揮下離開日本開往珍珠港。途中艦隊保持徹底的無線電靜默。除這六艘航空母艦外日本艦隊還包括兩艘戰列艦、三艘巡洋艦、九艘驅逐艦和三艘潛艇。此外還有八艘油輪和兩艘驅逐艦隻開到北太平洋等候。
6：10：南雲中將得到攻擊的命令後下令第一波起飛。日本艦隊此時位於歐胡島北220海里。
6：20：第一波的183架轟炸機和戰鬥機起飛飛向珍珠港。
6：30：一艘美國供給船在珍珠港外發現一艘潛艇。這個發現被傳遞給一艘美國沃德號驅逐艦，一架偵查機被遣往當地。
6：45：沃德號驅逐艦向潛艇發動攻擊。潛艇被擊沉。
6：53：沃德號驅逐艦報告攻擊潛艇。
7：02：位於歐胡島北部的一個雷達站在島北132海里處發現不明飛機。
7：10：雷達站向空防司令部報告發現不明飛機的消息。
7：15：攻擊潛艇的報告到達美軍司令部。與此同時167架第二波日本飛機起飛。
7：20：美軍空防司令部認爲不明飛機是從大陸來的B-17轟炸機，他下令雷達站關閉。
7：40：第一波到達瓦胡島北岸。
7：49：第一波指揮官下達攻擊令。
7：53：第一波指揮官向南雲發送"虎！虎！虎！"的消息報告偷襲成功。
7：55-8：25：由**轟炸機和俯衝轟炸機進行的第一波攻擊。
7：58：美國海軍向所有船隻發出警告：“珍珠港受空襲，這不是演習！”
8：00：從美國大陸來的B-17轟炸機和從企業號起飛的偵察機同時到達珍珠港，但他們毫無準備，因此無法插手。
8：02：內華達號戰列艦開始對從右舷攻擊的飛機開火。兩架飛機被擊落。內華達號的艦尾遭一條**命中。內華達號是唯一試圖逃出珍珠港的戰列艦，但它多次中彈後不得不在沙灘上擱淺以防止艦體沉沒。
8：08：KGMB電臺中止其節目號召所有軍人回到他們的崗位上去。
8：10：亞利桑那號戰列艦前部彈藥庫中彈爆炸，亞利桑那號在9分鐘內沉沒，80%船員陣亡。
8：12：夏威夷最高指揮官沃爾特·肖特向整個太平洋艦隊和華盛頓報告：“與日本的戰鬥由一次向珍珠港的襲擊開始。”
8：17：美國驅逐艦海爾姆號是第一艘開始對駛入珍珠港內的日本潛艇攻擊的美國船隻。
8：26：檀香山的救火隊報告三人死亡和六人受傷(可能是被飛機機炮的子彈擊中)。
8：39：一架水上飛機在港內發現一艘潛艇並對它開火。
8：40-9：15：轟炸機的攻擊。
8：40：一艘美國驅逐艦與一艘日本潛艇相撞並開始投深水**。潛艇受傷後上浮。一個地方電臺報導日本空襲。
8：50：第二波攻擊指揮官下攻擊令。
8：54：第二波攻擊開始。54架轟炸機和78架俯衝轟炸機進行攻擊，36架戰鬥機奪取制空權。
9：00：一艘荷蘭的遠洋輪是第一個參加戰爭的同盟者。
9：15-9：45：俯衝轟炸機進攻。
9：30：港外和島北的船隻受到攻擊。
9：45：進攻減弱。
10：00：第一波飛機回到停在島北180海里的艦隊。
11：15：夏威夷總督在電臺中宣佈整個夏威夷領地進入戒嚴狀態。
11：46：有人報告日軍在歐胡島登陸。
12：10：美國偵察機飛向島北但未能發現任何敵機或敵艦。
12：40：夏威夷總督和美國總統同意在夏威夷引入戰時法並建立軍**統治。
13：00：日軍飛行隊隊長與南雲中將討論進行第三波攻擊的可能性。
13：30：南雲中將決定放棄第三波攻擊而下令返航。
16：25：夏威夷總督簽署戰時法。