日本建立“大东亚新秩序”的狂妄计划，直接损害了美国的政治和经济利益，日美之间的矛盾日益加剧。日美关系陷入僵局后，日本政府建议日美首脑会谈。1941年8月8日，野村向赫尔提出在夏威夷举行两国首脑会谈的建议。赫尔表示对首脑会谈不感兴趣。
8月28日，近卫首相致函罗斯福，要求两国首脑在夏威夷直接会见。日方还向美国表示同意赫尔4项原则，认为这些原则“不仅应该运用于太平洋地区，而且也应该运用于全世界”。
罗斯福表示，他可以和近卫会谈，并对会谈前景表示乐观。
而赫尔认为，在首脑会谈前必须解决3个问题：
一是日本从中国撤军；二是日本与三国同盟的关系；三是太平洋地区贸易机会均等。
罗斯福同意赫尔的见解。
9月3日，野村与罗斯福、赫尔会谈。罗斯福正式答复表示同意美日首脑会谈，并提出美国政府的备忘录。备忘录重申了赫尔的原则，并希望就这些原则达成协议后再举行首脑会谈。
9月4日，日本政府也提出日美谈判新条件，其要点是：
一是日本虽以法属印度支那为基地，但不以武力进攻附近地区，对北方也决不无故发动武力进攻；
二是美国对欧洲战争的态度，应根据防卫观念行事，一旦美国参加欧战，日本将按照自己对《德意日三国同盟条约》的解释，采取行动；
三是日本努力恢复日中正常关系，并准备遵照日华协定尽快从中国撤兵；四是美国应恢复与日本的通商关系，并撤销冻结日本资产的决定。
9月27日，近卫敦促美国尽快举行首脑会谈，认为10月10日至15日为宜。
但罗斯福认为，在没有得到事先保证前，决不举行首脑会谈。
10月2日，赫尔照会日本政府，若想日美首脑会谈举行，日本必须保证承诺以下4个条件：
一是确认作为国家间基本原则的前述四原则；二是从中国和法属印度支那全面撤军；三是放弃日华间的特殊密切关系；四是放弃三国条约的实质性部分。
10月12日，日本举行五相会议，近卫与陆相东条英机在如何扩张问题上发生分歧。东条陆相对驻兵问题寸步不让，主张停止谈判，近卫则希望通过谈判达到目的。
10月16日，近卫辞职，东条组阁。日美首脑会谈顿成泡影。
日美首脑会谈虽未实现，但野村与赫尔的会谈尚未最后停止。
10月18日，东条内阁成立，东乡茂德出任外相。东条内阁急于在谈判不成时采取战争行动，日美谈判完全成为掩护其战争意图的烟幕和争取时间的手段。谈判的破裂只是时间问题。
11月1日，日军大本营与政府联席会议决定，一面继续交涉，力求达成协议，一面下定开战决心，进行作战准备。
11月5日，御前会议作出决定，决心对美、英、荷开战，时间为12月初，对美谈判继续至12月1日。根据这一决定，东乡致电野村，要他首先提出日本的甲案，如美方难以接受，再提出作为最后方案的乙案。同时，还加派来栖三郎特使协助野村谈判。
11月7日，野村向赫尔递交了甲案。11月14日，赫尔正式拒绝甲案，主张日军全部撤出中国。
11月20日，野村、来栖向赫尔递交乙案，主要内容是：日美两国政府相互保证不在法属印支以外的南亚及南太平洋地区武力扩张，美国供应日本所需的石油，美国不对日华两国和平努力设置障碍。
11月26日，赫尔对野村和来栖表示，不能同意日方的“乙案”。在同一天，日本的机动部队隐蔽起航。
早在1941年9月6日，日本御前会议通过《帝国国策实施要领》，正式提出：“帝国为确保自存自卫，在不惜对美一战的决心之下，大致以10月下旬为期，完成战争准备。如果至10月上旬外交谈判仍不能实现我方要求时，即决心对美开战。”
11月5日，御前会议批准《帝国国策实施要领》，将“发动战争的时机定为12月初”。
11月29日，日本天皇听取重臣的意见。在发言中，2/3的重臣主张“对美忍受，维持现状，以避免危险”，1/3的重臣则主张“对美开战”。东条英机通知内阁和帝国统帅部，现在除了战争没有其他选择，否则，“我们将失去作战的机会”。12月1日，日本御前会议作出最后决定——“对美谈判没有达成协议。帝国对美、英、荷开战”。自1941年9月6日日本御前会议决定发动太平洋战争以后，日军大本营就集中精力制订对美、英、荷的战争指导计划。
至10月上旬，制订了《对美英荷战争指导纲要》，其内容包括：战争目的，战争指导方针，武力战指导要点，武力战攻占范围，占领地处理纲要，思想战指导要点，经济战指导要点，外交战指导纲要，结束战争方略。
之后，日军大本营又制订了《关于促进结束对美、英、荷、蒋战争的草案》。11月15日在大本营和政府联席会议上通过的这一方案规定，战争的要领是：
帝国应实行闪击战，摧毁美、英、荷在东亚及西南太平洋地区的根据地，确立战略上的优势，同时确保重要资源地区和主要交通线，造成长期自给自足的态势；设法用尽一切手段，引诱美国海军主力，适时加以歼灭。
毫无疑问，日本把攻占南方资源地区、夺取那里丰富的资源和确保交通线安全作为其战争的重要着眼点。但是，日本十分担心在进攻南方时，遭到来自夏威夷的美国太平洋舰队的攻击。为此，日本决定把美国太平洋舰队加以歼灭，至于采取什么手段，却莫衷一是。
1941年1月7日，日本联合舰队司令山本五十六在向海军大臣提出的《关于战备的意见书》中说道：
开战初期所应采取的作战方针与计划：用第一、第二航空舰队的全部航空兵力，趁月夜或黎明光亮，向美国太平洋舰队发起突然袭击，“力求全歼”停泊在珍珠港内的美国舰队。
日军大本营采纳了山本的意见，并根据他的设想制订了袭击珍珠港的计划，其代号为“Z”作战计划。
珍珠港位于夏威夷群岛的瓦胡岛南部，是美国海军在太平洋上的主要基地，也是美国和远东、西太平洋之间的海上交通要道，战略地位十分重要，素有“太平洋心脏”之称。
珍珠港内水区面积约32平方千米，水深平均12米至18米，可以同时停泊各种舰船约500艘。基地内设施配套，装备完善，有军港、机场、航空站、油库、弹药库和修船厂等多处军事设施。
1940年5月，美国为了遏制日本在太平洋地区的进一步扩张，将太平洋舰队从美国西海岸移至珍珠港。
袭击珍珠港是日本发动太平洋战争战略计划中的一个重要组成部分。战略企图是以突然袭击的方式发起攻击，使用舰载航空兵摧毁或瘫痪美国太平洋舰队的大型舰船和飞机，使其在一段时期内难以恢复和参战，夺取战争初期的制海权和制空权，保证日本南进战略的侧翼安全。
关于发动战争的时机，考虑到石油储量的减少和美、英、荷共同防御力量的迅速增强，日本觉得越早越好，根据气候情况和海上风浪状况，大本营最后把开战时机选在12月上旬。
根据日本战争指导计划，日军大本营陆海军部分别制订陆海军作战计划。陆军从1940年5月就着手制订对美、英、荷的作战计划。最初制订的是攻占马来西亚和菲律宾等区域性的作战计划，后改为综合作战计划。
1940年的陆军作战计划规定：动用9个师的兵力进攻香港、印度支那、婆罗洲、马来西亚和菲律宾。
1940年的海军作战计划规定这一阶段的作战方针是：
一是战争初期迅速歼灭东洋之敌，夺取制海权；协同陆军攻占香港和吕宋岛及其附近要地；进占法属印度支那北部，并尽可能夺取其南部要地。另外，战争一开始，要在陆军的协同下夺取关岛。然后，如情况许可，还要占领英属婆罗洲、马来西亚等要地，并夺取新加坡。
二是侦察敌舰队，特别是美国主力舰队的动向，尽力削弱敌海上力量，重点破坏印度洋上的敌海上交通线。
第二阶段的作战方针是，各部队除遂行既定作战任务外，还要配合联合舰队主力作战。联合舰队主力部队待敌舰队主力进入东洋海区后加以歼灭。这时，要尽可能将英美两国舰队各个歼灭。
很明显，这一计划将占领南方要地放在第一阶段，而将截击美国主力舰队的任务放在第二阶段，这种安排是极其不利的，因为在敌主力舰队存在的情况下，海上输送陆军部队是极其危险的。因此，日军大本营在1941年采纳了山本关于在开战之初动用主力航空母舰袭击珍珠港的计划。
由于主力航空母舰用于偷袭珍珠港，日军大本营决定在南方作战中使用陆海军基地航空部队主力实施空中攻击。到1941年8月，日本海军基本完成作战计划的制订。
之后，海军在9月进行有关作战计划的图上演习，经过研究，到10月末，大本营海军部批准上述作战计划。杉山参谋总长和永野军令部总长先后在11月3日和5日，将作战计划上奏天皇。
11月5日，天皇批准了海军作战计划。
海军作战计划规定，第一阶段的作战要领是：
一是作战初期，以第一航空舰队袭击停泊在珍珠港内的美主力舰队；二是同时以第十一航空舰队协同陆军，对菲律宾和马来半岛进行突然袭击，接着在该战区遂行空战任务；三是第二舰队在菲律宾海域遂行作战任务，以夺取东亚海面的制海权，保障海上输送陆军的安全；
四是第三舰队为运输在菲律宾及南方要地登陆部队的船队护航，并掩护其登陆行动；南遣舰队协同在马来半岛登陆的部队作战；
五是第二舰队参加攻占香港的作战，第四舰队参加夺取关岛、威克里特岛和拉包尔的作战行动；六是第六舰队参加袭击珍珠港的作战，尔后继续袭击敌舰，削弱敌海上兵力；七是在第一阶段作战中，如美国主力舰队前来进攻，以除第三舰队和南遣舰队之外的联合舰队主力迎击并将其歼灭。
根据日本御前会议各个时期的决策，日军大本营加紧进行发动太平洋战争的各项准备工作，实施兵力的战略部署。
在1941年1月29日至3月27日，美英参谋部代表在华盛顿举行联合会议，通过新的战略计划。
该计划规定，根据双方确定的“先欧后亚”战略方针，如果日本发起进攻，美英在远东的军事战略是采取守势，“在德国被打败之前，对日本采取牵制性的消耗战”。
据此，美国规定，其太平洋舰队的主要任务是防御，确保夏威夷、菲律宾、关岛和威克里特岛等地不受侵犯。此外，为减轻马来西亚防线英军的压力，该舰队要用潜艇破坏日本的海上交通线，在马绍尔群岛、加罗林群岛采取钳制行动。
4月27日，英美荷三国军事代表在新加坡会晤，商讨日军进攻东南亚时的对策，酝酿共同防御计划。会上，英国和荷兰代表要求美国向新加坡派遣军舰以威慑日本。美国代表以“不符合美国总的战略”为由予以拒绝。
8月9日至12日，罗斯福和丘吉尔举行大西洋会议，修订美英两国作战计划和外交方针。会议讨论了欧洲和远东局势，通过了《大西洋宪章》，双方一致同意对日本发出严重警告。
11月2日，丘吉尔致电罗斯福：“你们和我们的态度越坚决，他们发动战争的可能性就越小。”
为阻止日军南进，英国派海军上将菲利普斯率领航空母舰“无敌号”、战列舰“威尔士亲王号”、战列巡洋舰“反击号”，驱逐舰“伊莱特拉号”、“特快号”、“特内多斯号”、“吸血鬼号”组成的Z舰队，由英国驶往远东。
然而，航空母舰“无敌号”在百慕大触礁，不能为编队担任空中掩护。战列舰“威尔士亲王号”和战列巡洋舰“反击号”于12月7日前先后抵达新加坡。在实行联盟战略的情况下，美英在太平洋地区的战备工作有所加强。
在此期间，美国采取了一些实际步骤改善其在太平洋地区的态势。1940年4月，美国海军舰队由美国西海岸到夏威夷群岛进行年度演习。
5月7日，美国海军作战部长斯塔克通知美舰队司令理查森，演习后长期进驻珍珠港，不返回西海岸，目的是迫使日本放弃乘荷兰失败及英法处于困境而南进的打算，遏制日本的行动，但当时珍珠港基地建设尚未完工。
10月18日，驻夏威夷的舰队司令理查森向罗斯福报告，由于没有做好战斗准备，在紧张的国际形势下，舰队在夏威夷水域训练，从保密角度来看是危险的，建议舰队返回美国西海岸。
此外，海军一些人士也反对舰队常驻夏威夷，他们认为这不但不能有效地钳制日本，反而会给日本一个发动战争的借口。罗斯福没有理睬理查森及海军其他人员的意见，后来甚至还免除了理查森的舰队司令之职。
1941年1月27日，美国驻日本大使格鲁向美国国务卿赫尔报告，日本武装力量企图动用全部军事手段大规模地偷袭珍珠港。美国国务院将格鲁大使发回的重要情报抄送给陆军部和海军部，但这份情报没有引起足够的重视。
5月27日，罗斯福发表广播讲话，宣布美国进入“无限期全国紧急状态”。
11月25日，罗斯福在白宫召开最高军事会议，参加会议的有赫尔、史汀生、诺克斯、马歇尔、斯塔克。
根据迎战日本的决策，美国采取了各种措施，在军事上做了必要的准备。1940年6月14日，罗斯福签署增加海军舰只11%的法案。
6月30日，美国决定要拥有100万陆军的武器装备，并储备200万军队的装备，具备生产400万军队的武器的能力，每年为部队提供18000架飞机。
7月19日，罗斯福签署《两洋海军扩充法案》，规定在1940年至1945年期间，拨款40亿美元，增建各种舰船257艘，总排水量132.5万吨，使海军实力增强70%，包括建造9艘战列舰、11艘航空母舰、44艘巡洋舰、100多艘驱逐舰，飞机达到10万架。
9月16日，美国颁布征兵法，规定21岁至35岁男子一律登记，准备入伍。当时美国军队规模较小，1940年仅有陆军27万人，海军19万人，总数不足50万人，还有国民警卫队23万人。
1941年1月24日，美国海军部长诺克斯致函陆军部长史汀生，提出《夏威夷防御问题》。他向史汀生建议：
陆军部要最先考虑增加夏威夷的战斗机、高射炮及建立防空警报网；
为改善珍珠港的防卫，陆军部要考虑使用阻塞气球、烟幕及其他特殊装置等问题；
要制订有关当地海军和陆军对敌机发动突然袭击进行空战、舰艇和陆地防空火力有效配合的统一作战计划；
同意瓦胡岛的陆、海军部队为防御敌机对珍珠港发动突然空袭而进行适当的联防准备；为了防御突然空袭，只要目前的动荡形势仍旧发展，瓦胡岛陆、海军部队每周至少要举行一次战备联合演习。
2月7日，史汀生复函诺克斯：“完全同意立即进行最大限度的准备。我们要特别优先考虑做好珍珠港的防御工作。”
尽管陆军部长和海军部长都考虑优先加强珍珠港的防御，但实际上珍珠港的防御十分薄弱：原定陆军配备180架B-17飞机，实际上只有12架；当地指挥官要求配备300架飞艇，实际上只有50架；有6部移动雷达，但工作时间很短，3部固定雷达尚在安装中。
1941年2月，美国海军正式成立两洋舰队。海军大西洋分遣队改编为大西洋舰队，欧内斯特·金海军上将任司令；驻珍珠港舰队改编为太平洋舰队，赫斯本德·金梅尔海军上将任司令，驻菲律宾的原远东海军部队改称为亚洲舰队，托马斯·哈特海军上将任司令。
2月15日，金梅尔上任不久，向舰队发出警告：日本“在宣战之前，也许会偷袭珍珠港的军舰，潜艇偷袭航行在海上的舰只”。
2月18日，金梅尔又致函海军作战部长斯塔克：“我感到，对珍珠港的突然袭击是可能的，我们正在采取立即可行的步骤，以使这样的袭击引起的损害降至最低程度，并保证使进攻的敌人付出代价。”
2月27日，金梅尔再次致函斯塔克，希望优先考虑供给担任珍珠港防御任务的陆军以飞机和高射炮。
根据“先欧后亚”的战略方针，四五月间，美国太平洋舰队有3艘战列舰、1艘航空母舰、5艘驱逐舰和3艘油船、3艘运输舰奉命调往大西洋舰队，以应付英国的危急形势，太平洋舰队受到一定削弱。
7月26日，为了阻止日军南进和加强菲律宾的防御力量，已退役在菲律宾担任军事顾问的道格拉斯·麦克阿瑟被重新召回，并被任命为新组建的远东美军总司令。
至12月间，远东美军共有地面部队13万余人，飞机140余架，驻菲律宾的美国海军亚洲舰队共有巡洋舰3艘、驱逐舰13艘、潜艇18艘、鱼雷快艇6艘。在日本侵占印度支那北部及南部之后，形势急剧恶化，战争迫在眉睫，美国加紧战备工作。
11月14日，美国太平洋舰队司令金梅尔向部队发出命令，判断日军在宣战之前会实施下列攻击：
一是对停泊在珍珠港的舰船实施突然袭击；二是用潜艇突然袭击在海上的舰船；三是同时实施上述两项攻击。
此时，美国太平洋舰队的3艘航空母舰都在珍珠港外执行任务。
11月28日，美国海军第八特遣队由珍珠港驶往威克里特岛。12月4日，驶至威克里特岛东200海里处，12架美军战斗机由航空母舰飞往威克里特岛，尔后，“企业号”返航，预定12月7日7时30分进入珍珠港航道。
由于气象原因，12月7日，“企业号”距珍珠港还有200海里。12月5日，航空母舰“莱克星顿号”载运海军陆战队飞机去中途岛。“萨拉托加号”航空母舰在本土休整。
日军袭击作战的主要兵力是南云忠一指挥的舰艇突击编队。日军为了一方面避免因突击编队编成过大而暴露，另一方面具备强大的突击力，决定以航空母舰6艘、战列舰2艘、重巡洋舰2艘、轻巡洋舰1艘、驱逐舰9艘、潜艇3艘和油船8艘编成突击编队。6艘航空母舰用于突击的舰载机有104架水平轰炸机、135架俯冲轰炸机、40架鱼雷机和81架战斗机。
突击飞机编成两个攻击波，首先是攻击美国海军太平洋舰队的4艘航空母舰和8艘战列舰，其次是攻击机场和港口设施。此外，每艘航空母舰还留有1/3的战斗机在突击编队上空巡逻、警戒，以防美机的攻击。
另以第6舰队27艘潜艇编成3个先遣队、1个特别攻击队和1个军事要地侦察队；先遣队和军事要地侦察队在突击前潜入珍珠港，在空中突击的同时，以鱼雷攻击港内美军舰船。
日军为了确保袭击珍珠港成功，战前加紧训练参战部队，对珍珠港不间断地实施侦察，进行严格周密的组织准备，同时采取各种手段实施战略欺骗和伪装，隐蔽其袭击珍珠港的作战企图。
1941年11月18前后，日本海军先遣队的潜艇伪装成日常巡逻，分别由佐伯湾和横须贺港出航，沿中航线和南航线驶向夏威夷的瓦胡岛，侦察和监视美国太平洋舰队的活动。
11月26日，日军袭击珍珠港的突击编队从单冠湾起航，沿预定的北航线以14节航速前进。在海上航行过程中，实施了昼夜24小时对空、对潜警戒和保持无线电静默。
同时，为了防止途中被美军发现，突击编队在阿留申群岛和中途岛之间美军侦察机巡逻圈以外航行。12月6日至7日，油船给突击编队实施最后一次加油。突击编队以24节的航速直逼瓦胡岛。
12月7日4时，突击编队在瓦胡岛以北230海里的海域展开。5时30分派出两架水上飞机侦察突击航线、港内停泊的舰船及气象情况的同时，对瓦胡岛东、西两侧附近海面做了大范围的搜索。
6时至6时15分，突击机群的第一攻击波183架飞机分别从6艘航空母舰起飞，利用云层隐蔽地飞向瓦胡岛。7时40分，突击群排列成攻击队形，由瓦胡岛西部进入。
7时55分，日机首先攻击希凯姆、惠列尔机场和福特航空站，压制防空火力。
7时57分，鱼雷机沿西部山区进入，一批16架对福特岛两侧舰船实施了鱼雷攻击，另一批24架绕过海军码头，从东南方向进入，从15米至30米的超低空投掷鱼雷，攻击福特岛东侧的战列舰。
8时5分，水平轰炸机绕经瓦胡岛以西，从南岸飞向珍珠港，编成以5机为中队的纵队队形，在3000米高度对福特岛东侧的战列舰、机场进行轰炸。
战斗机从西部山区东侧进入，分为6个编队，分别扫射了惠列尔、希凯姆机场和福特、卡内欧黑海军航空站，封锁瓦胡岛上空，未与美机遭遇。
第一攻击波突击历时45分钟，只遇到轻微抵抗，便顺利地完成了首次突击任务，于8时40分返回航空母舰。
日机攻击开始后，潜入港内的日军潜艇也向美军舰船实施了鱼雷攻击。此时，在港美舰有战列舰8艘、巡洋舰7艘、驱逐舰20艘、潜艇5艘、辅助舰若干。
日机第一攻击波开始时，驻岛美军惊慌失措，混乱不堪，没有进行有组织的抵抗。日军突击5分钟后，美军高炮才零星射击，岛上33个高炮连，仅4个连开火。8时15分，只有4架战斗机从未受轰炸的哈罗瓦机场起飞。
此后虽陆续起飞了两架，与日军第二攻击波遭遇，但由于仓促应战，协同不好，因而有的被日机击落，有的被自己的高炮击毁，整个基地完全陷入被动挨打的境地。
日军第二攻击波167架飞机于7时15分起飞，8时40分展开成攻击队形，各机群从瓦胡岛东部进入，8时55分开始攻击，俯冲轰炸机主要攻击舰船，水平轰炸机主要攻击希凯姆、贝罗斯机场和各海军航空站，战斗机担任空中掩护，同时封锁、扫射各航空基地。第二攻击波的突击持续了约1小时，扩大了第一攻击波的突击效果。
整个突击行动持续了约两小时，实施攻击时间约1小时30分钟，投掷鱼雷40枚，各种炸弹556枚，共144吨。
日军以死伤约200人，损失飞机29架和潜艇5艘的微小代价，炸沉炸伤美军各种舰船40余艘，击毁美军飞机188架，毙伤美军4500余人。
日军偷袭珍珠港时，美军4艘航空母舰和其他22艘舰艇出海执行任务，因而幸免于难。
日本偷袭珍珠港的成功，使美国海军太平洋舰队遭受严重损失，丧失了战斗力，瘫痪达半年之久。从此，日军可以在太平洋西部和西南部顺利地实施进攻战役，而袭击珍珠港的编队则可用来支援作战。
日本突然袭击珍珠港，拉开了太平洋战争的序幕。同日6时，日本大本营陆海军部宣布：“帝国陆海军于今天8日凌晨在西太平洋与美英军进入了战争状态。”11时40分，日本政府公布了天皇向美国宣战的诏书。
日本不宣而战的侵略行径，震动了美国朝野，举国上下异常愤慨，国内一直鼓噪流行的“孤立主义”、反对美国参战和抗议政府扩充军备的“和平”呼声顷刻化为泡影，同时也宣告了美国政府长期以来推行的绥靖政策的失败。从此，美国人民团结一致，各阶层、各党派人士纷纷表示支持政府对日宣战。
12月7日晚，罗斯福总统迅速召集政府会议，商讨各项对策。12月8日，罗斯福向参众两院联席会议发表了战争咨文。他说：
昨天，1941年12月7日，必须永远记住这个耻辱的日子！美利坚合众国受到了日本帝国海空军突然的蓄意的进攻。美国和日本是和平相处的，根据日本的请求仍在同它的政府和天皇进行会谈，以期维护太平洋和平。
历史将会证明，夏威夷距日本这么遥远，表明这次进攻是经过许多天或甚至许多个星期精心策划的。在这期间，日本政府蓄意以虚伪的声明和表示继续维护和平的愿望来欺骗美国。
罗斯福讲话以后，美国国会通过《对日宣战案》，并明确指出：日本对美国各属地未经挑衅，即已采取战斗行动，参众两院于本日，举行联席会议，议决对日宣战。
12月9日，罗斯福总统签署了这个文件，正式宣布同日本处于战争状态。