日本偷襲珍珠港在二戰史上佔有非常重要的一筆，也正是日本偷襲珍珠港的計劃成功，才使美國正式的加入二戰，世界大戰全面爆發。在山本設想偷襲珍珠港的時候，曾遭到了日本高層的反對，其實山本的這份偷襲計劃書將所有細節都考慮得非常周密。

在兵力編排上，既要求具備強大的突擊力，又要避免編隊過於龐大而被發現。最終確定為航空母艦6艘、戰列艦2艘、重巡洋艦2艘、輕巡洋艦1艘、驅逐艦11艘、潛艇3艘、油船8艘，共計33艘艦船。

艦載機共計423架，其中擔負突擊任務的354架，包括愛知Ｄ3Ａ199式俯衝轟炸機（簡稱99艦爆）131架，99式水平轟炸機104架，中島Ｂ5Ｎ297式魚雷機40架（簡稱97艦攻），三菱Ａ6Ｍ2零式戰鬥機79架（簡稱零式艦戰或零戰）。其餘69架飛機則負責保護編隊安全。

所有攻擊兵力分為突擊編隊和先遣編隊，突擊編隊司令為南雲忠一海軍中將，包括空襲部隊、警戒部隊、支援部隊、巡邏部隊、中途島破襲部隊、補給部隊。

先遣編隊由第六艦隊司令清水光美海軍中將指揮，先於突擊編隊出發。為了保證兩個編隊的密切協同，山本規定一直到攻擊開始前４天，都由南雲統一指揮。

突擊飛機編成2個攻擊波，首先是攻擊美國海軍太平洋艦隊的4艘航空母艦和8艘戰列艦，其次是攻擊機場和港口設施。此外，每艘航空母艦還留有1/3的戰鬥機在突擊編隊上空巡邏、警戒，以防美機的攻擊，另以第6艦隊27艘潛艇編成3個先遣隊、1個特別攻擊隊（包括5艘袖珍潛艇）和1個軍事要地偵察隊；先遣隊和軍事要地偵察隊在突擊前潛入珍珠港，在空中突擊的同時，以魚雷攻擊港內美軍艦船。

在航線選擇方面，從日本本土到珍珠港，通常有３條航線：一是經阿留申群島的北航線；二是經中途島的中航線；三是經馬紹爾群島的南航線。這３條航線各有利弊，北航線遠離美軍岸基航空兵的飛機巡邏範圍，而且一般無商船航行，便於隱蔽，但氣候惡劣，風大浪急，海上加油比較困難。中、南航線，氣候宜於航行，但來往商船頻繁，而且距美方島嶼較近，易被美軍發現。經過再三比較，特別是出於保密的考慮，最後日軍選擇了北航線。

先遣編隊全部由潛艇組成，可以隱蔽地開赴戰場，所以沒有規定航線，只要求避開美軍岸基飛機巡邏即可。

突擊機群起飛海域的距離，也是經過認真考慮的。太近容易被發現，太遠又會使飛行員疲勞，影響戰鬥。幾經研究，最後選定起飛海域為瓦胡島以北200海里，即北緯42°，西經170°海域。

山本還注意到返航時間的問題。根據當時日軍飛機的航速推算，從起飛到飛抵珍珠港需要約2小時。而且在艦載機起飛後，航空母艦便後撤一段距離。這樣一來，日軍飛機去時航程近，返回時航程稍遠。美軍如果派出飛機追擊，那麼往返航程都增加不少，增加美軍追擊的困難。

突擊時間的選擇更是煞費苦心。

必須要和在馬來西亞的登陸同時發起，由於登陸是在拂曉，為便於作戰的順利完成，首先是要下半夜有月光的日子，即下弦月的日期。其次是要星期日，因為根據美軍的活動規律，出海的軍艦通常在星期六返回，那麼星期日在港內停泊的軍艦最多，而且星期日人員休假也最多，戒備最鬆懈。鑑於以上各種情況，突擊日定為12月8日，突擊時間為早晨6時。後由於參戰的第五航空艦隊兩艘航母上的飛行員沒進行過夜間飛行訓練，所以把突擊時間改為早晨6時起飛，8時實施攻擊。

別以為日本這次是不透風，其實就在山本寫給及川具有歷史意義的那封信之後僅20天，即元月27日，美國駐日大使約瑟夫·格魯向美國國務院發出了下述這封電報：祕魯公使告訴我的一個官員，他從包括日本人在內的許多訊息來源獲悉，當美日關係出現麻煩時，日本人打算動用全部軍事力量突襲珍珠港。在華盛頓，格魯的電報輾轉通過國務院交給海軍部。在這兩處，該電報的內容都沒有引起太大的注意。這也就為此次美國的重創埋下了伏筆。