在美国正实施《租借法案》帮人救火时，罗斯福所忧虑的太平洋上新崛起的军事大国—日本与美国的矛盾升级了。到1941年，日军已发动全面侵华战争，推行南进战略，并与德意订立三国同盟条约。条约第三条暗示，美国不得卷入欧亚战争。这在美国人看来是向美国的“门户开放”和“机会均等”政策及其在亚太地区的利益挑战，企图称霸世界。对此，美国总统罗斯福不顾国会的反对，对日本采取了若干制裁措施，日美矛盾日趋尖锐，冲突加剧。
但此时日本在中国泥足深陷，马上动武还有很多困难。美国在太平洋地区也未做好军事准备，决定避免在此发生公开斗争，集中全力援助英国和加强自己。在这种情况下，双方都希望通过谈判谋求暂时的缓和，以赢得时间，加紧战争准备。
于是，在德意日同盟条约签订之后，美国首先派与政界关系密切的天主教神父德劳特和沃尔希访问日本，为美日秘密接触穿针引线。其后，日本的井川忠雄与陆军省军事部长岩畔豪雄奉命于1941年初赴美，同德劳特和沃尔希进一步讨论两国关系问题。这次接触，双方拟就了私人商定的日美谈判方案，即《日美谅解协定草案》，这一方案可算做是日方对日美谈判的基调。
在私人穿针引线的基础上，1941年4月16日，美国国务卿赫尔和日本驻美大使野村吉三郎分别代表两国政府围绕中日战争、日本南进和三国同盟等问题开始了谈判。
日本于1941年6月24日制定了《关于促进南方政策的方案》，准备尽早出兵法属印度支那南部与荷属东印度等地。7月21日，美国副国务卿韦尔斯召见若杉公使时说：“日本将于近日武装占领南部法属印度支那，这种行动是公然违反日美两国为了维持太平洋的和平而进行对话的精神的。”7月24日，总统罗斯福也警告日驻美大使野村：如果日本继续向荷属东印度推进，那将引起远东的全面战争。罗斯福表示希望以石油换取印支的中立化，维持太平洋的和平。但是，日本不顾美国的反对，派兵“进驻”法属印度支那南部。因此，8月15日，美国宣布禁止一切货物运往日本。
至此，日美之间一切金融、商业活动完全停止。日美谈判陷入僵局，两国关系到了断交的边缘。显然，日本一边谈判，一边进行武力征服，这是美国不能接受的。
在日美关系陷入僵局后，日本政府建议举行日美首脑级会谈，企图以此打破僵局，达成外交目的。但美国坚持认为，只要日本不停止武力征服，就没有谈判的余地。10月2日，赫尔照会日本政府，日本只有在保证承诺以下条件后，日美首脑会谈方能举行：从中国和法属印度支那全面撤军；放弃日华间的特殊密切关系；放弃3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，日美首脑会谈化为泡影。
日美首脑会谈虽未实现，但日美会谈尚未最后关死大门。
1941年10月，东条内阁成立，东乡茂德出任外相。到这时，日美谈判已完全成为掩护其战争意图的烟幕和争取时间的手段。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，对美谈判继续到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，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，野村和日本加派来的特使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度支那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。
一周后，赫尔对野村和来栖表示，不能同意日方的乙案，并把《美日协定基本纲要》草案，包括4点口头声明和10点备忘录—“赫尔备忘录”交给他们。其要点是：为了签订新贸易协定和解冻资金，特提出以下交换条件，日美两国同意遵守美国历来主张的各项原则，两国倡议一切与远东有关的国家签订互不侵犯条约，日、美、英、中、荷缔结互不侵犯条约，日本从中国和法属印度支那撤出一切陆海空军和警察力量，日本撤销对汪精卫政府和“满洲国”的承认，日本放弃《德意日三国同盟条约》。
在日本接受上述方案后，日本的资产将解冻，逐渐互相实行最惠国待遇，签订贸易协定，稳定美元与日元的兑换率。11月27日，日方讨论后得出结论：赫尔备忘录是对日本的最后通牒，日本不能接受。判断认为，美国已下决心要同日本打仗。
先下手为强，就在美国提出“赫尔备忘录”的同一天，日本的机动部队隐蔽起航，奔向了太平洋作战海域。
为了在一开战就能取得最大成果，12月2日，军令部次长伊藤要求不要中断谈判，军令部副总长和参谋部副总长则要求，递交照会的时间从原定华盛顿时间12月7日12时30分改到13时。
据此，12月6日，日本政府致电野村：一是政府对美方11月26日的提案进行了慎重的讨论，结果，决定向美国提出备忘录；二是由于该备忘录文字较长，估计到明天才能发送完毕，鉴于目前形势极其微妙，望对上述事项暂严加保密；三是向美方提交该备忘录的时间，将另行电告。
华盛顿于6日11时50分收到东京发来的《致美国政府备忘录》前13部分。其中的一段说：“通过这次谈判，我们认为：美国政府的意图，不仅是想和英帝国等勾结策动，以阻挠帝国通过建设东亚新秩序而确立和平的努力，并且使日华两国互相打仗，以维护英美的利益。这就使帝国政府调整日美邦交和与美国政府合作，维持和确立太平洋和平的希望终于落空。”罗斯福总统阅读了日方备忘录前13部分后，他嗅到了火药味：“这意味着战争。”
在战争步步逼近的严重形势下，美国摆脱了孤立主义和中立主义的束缚，进一步推行联盟战略。罗斯福与丘吉尔一致认为，英美团结应高于一切，必须相依为命。两国必须加强合作，包括在亚太地区的合作。1941年1月29日至3月20日，美英参谋部代表在华盛顿举行联合会议，通过一项计划，规定了双方确定的“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，双方共同对日本采取牵制性的消耗战。”据此，美国规定，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、加罗林群岛采取牵制行动。
美国的这项战略决策，是以彩虹作战计划为先决条件的。早在1939年，美国就制定了限于“半球防御”的“彩虹1号”作战计划。接着又制定了“彩虹2号”计划：设想英国、法国与轴心国交战，由美国“维护太平洋上民主国家的利益”。随后又制定了派遣舰队收复菲律宾的“彩虹3号”计划。1940年6月7日，美国制定“新彩虹4号”计划。该计划指出，日本在远东侵犯了美国的利益，在这种形势下，美国将单独击败对美洲大陆、合众国及阿留申群岛、中途岛以东的美属领土和海域的侵略。
“新彩虹4号”计划出台后，海军作战部长斯塔克向罗斯福总统提出了4个方案，其中的第四个方案尤为精湛。方案指出，美国应以英国为同盟国，在大西洋采取攻势，在太平洋取守势。这个方案得到了陆军参谋长马歇尔的赞同，并同海军作战部长斯塔克一道向陆、海军部长及总统建议采用这个方案。1941年5月，美国陆、海军联席会议通过了“彩虹5号”作战计划。其中规定，太平洋地区海军的任务是，掩护盟国的海上交通线，支援东经155度以东、赤道以南的英国海军，保卫中途岛和关岛等太平洋上的战略要地，从马来西亚防线牵制敌人，攻击敌人海上交通线，支援远东的盟军部队准备控制加罗林群岛和马绍尔群岛。在远东，由陆军保卫菲律宾，海军则支援保卫盟国领土的地面部队和航空部队，攻击日本的海上交通线。
彩虹计划，尤其是彩虹2号、3号、5号计划，体现了美国对日作战计划的基本内容。是美国在第二次世界大战中奉行的军事战略的具体体现。1941年1月27日，美国驻日本大使约瑟夫·格鲁向美国国务卿赫尔报告了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。他说，“虽然这个计划似乎令人难以置信，但他从多方面听到同样的消息。”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，海军作战部又及时传达给了太平洋舰队。到1941年初，美国已对日本有了高度的戒备。
在已有准备的基础上，美国又根据参谋长联席会议制定的共同牵制日本的战略做了胜券在握、万无一失、令史学家也认为十分妥当的准备：1941年7月26日，为了阻止日军南进加强在菲律宾的防御力量，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。到12月间，远东美军共有地面部队13万人，其中美军1.2万人，菲律宾军队1.2万人，民兵11万人；飞机140余架，其中包括B-17轰炸机及战斗机；驻菲律宾的美国海军亚洲舰队有巡洋舰3艘、驱逐舰13艘、潜艇16艘和鱼雷快艇6艘。在日本侵占印度支那之后，美国加紧了战略准备工作，使当时美国现役部队的总兵力达207万人。其中陆军35个师，137万人；陆海军飞机6000余架，航空兵27万人；海军有战列舰17艘、航空母舰8艘、重巡洋舰18艘、轻巡洋舰19艘、驱逐舰165艘、潜艇106艘、海军人员43万人，其中太平洋舰队战列舰9艘、航空母舰3艘、重巡洋舰12艘、轻巡洋舰9艘、驱逐舰67艘、潜艇52艘，舰载机200余架。把迎击日本的进攻列入政府最高议事日程。要求部队一声令下，即行作战。为了取得开战时的胜利，11月7日，国务院专门召开军事工作会议，国务卿赫尔在会议上强调说：“形势极为严峻，我们无法预测将在什么时候和什么地方受到日本的武装进攻，因而必须经常保持戒备。”会后第7天，美国太平洋舰队司令金梅尔向部队发出命令准备迎击敌人的攻击。在最后一个月的太平洋和平期间，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。罗斯福在会上说：日本随时随地都有可能以突然袭击的办法开始新的征服行动。保卫我们的国家安全，掌握在陆、海军的手中。按既定计划迎击日本的进攻。
虽然包括总统在内的各方面的准备工作看起来不错，但在外交和军事活动的紧迫日程里仍然能让人看出许多失误。
11月15日，美国截获了东京致日本驻檀香山领事喜多的一封电报，电报命令他每周两次报告“港口舰船”的情况，但是这个情报线索没有转告珍珠港。
12月3日，罗斯福同哈里·霍普金斯聊天，这时克雷默海军中校赶到，口袋里装着截获的最新情报，内容是：日本正式拒绝了美国的10点建议。总统感到事态严重，但他拒绝了霍普金斯要美国首先发动进攻的建议。他认为美国是民主国家，是和平国家，是和平民族，有光荣的历史。罗斯福想打电话找斯塔克海军上将，但当他得知斯塔克正在国家剧院观看《学生王子》时，又觉得东京最后公报的前面13部分毕竟没有什么新东西，不值得当众呼唤这位海军作战部长而引起惊慌。因为同样的理由，也没有惊动马歇尔将军。
12月7日，战争即将爆发的最后日子。在马萨诸塞大道，日本大使馆的电报员正在等候东京经过美日谈判后日本制订的，也是最重要的《致美国政府备忘录》的第14部分，野村大使将把这份电报交给美方。在南面隔几个街区的宪法大道，海军情报处的值班员也在焦急地等候着同一电文。但由于可悲的疏忽，本来可以证明日本即将对珍珠港发动空袭的重要材料，却被放进克雷默海军中校的“待办事项”文件格里了。当天下午，海军情报组的一位新的日语专家多尊西·埃杰斯夫人，开始翻译日本驻火奴鲁鲁总领事用低级密码发往国内的次要电报。电报内容表明，他们对珍珠港舰船的动向表现出极大的兴趣，这引起了埃杰斯夫人的好奇，她把截获件拿给她的上司看，这位上司正为破译和翻译那份长长的电报而忙得不可开交，推迟了听取她的汇报。
12月6日的最后几小时，美国人民还同往日一样，度过了一天的劳碌，准备进入梦乡。正在此时，数以千计的日本军队正在169艘舰船和2000多架飞机上进行准备活动，要在黎明前把太平洋燃烧起来。从夏威夷往西至威克岛、关岛、香港、菲律宾、马来西亚……如果在高空上观察，在日本人周密计划发动进攻的6000英里的大洋上，就像渐次爆发的火花，燃起人类战争史上最令人恐怖的一幕。而这一幕中，美国被首先列入摧毁的目标是珍珠港。
珍珠港位于夏威夷群岛的瓦胡岛南部，是美国在太平洋地区最大的海军基地，战略地位十分重要。珍珠港与关岛和马尼拉湾构成椎形，插向西太平洋，是日本南进的主要障碍。
说来话长，日本对珍珠港的作战计划始于1941年2月初日美在谈判桌上纸上谈兵时，当时日本把制定袭击珍珠港作战计划的任务交给了源田实海军少佐。接受任务后，源田实认真分析敌情，认为袭击作战获得成功必须具备3个条件：即调用全部6艘大型航空母舰；精选最能干的指挥官和训练水平最高的飞行员；绝对保守机密，以确保攻其不备。计划很快在源田实的组织下落实下来。与此同时，日本又开展了下列两项至关重要的工作，一是海军情报部门也开始积极收集、调查有关美军太平洋舰船的活动情报，二是部队进入有针对性的训练。
1941年7月，日本御前会议通过了《帝国国策纲要》，决定“不辞对英美一战”。8月，袭击珍珠港的“Z”计划进入深入研讨和论证阶段。9月，日本海军下令全面实行战时编制，组织联合舰队在各地开始了一系列的临战训练。11月24日，根据山本五十六的指令，参战舰船集结完毕并作好远航的最后准备。25日，山本五十六向南云机动部队发出了起航的命令。26日早晨6时，南云机动部队舰船起锚出港，悄悄消失在波涛汹涌的北太平洋上，极其诡秘地驶向北纬42度、西经170度的待机海区等待最后命令—进攻。
12月7日早晨6时，南云机动部队接到了进攻的命令，各航空母舰的飞行甲板上的绿灯亮了，飞机一架接一架飞离航母，仅十几分钟，担任第一波攻击任务的183架飞机飞离甲板，其中战斗机43架、水平轰炸机49架、鱼雷机40架、俯冲轰炸机51架，在领航机信号灯导引下，迅速编好队形，然后绕舰飞行一周，扑向珍珠港。
此时美国太平洋舰队停泊在珍珠港内的舰船有战列舰8艘、重巡洋舰2艘、轻巡洋舰6艘、驱逐舰29艘、潜艇5艘、辅助舰船30艘。岸上机场停有飞机262架。其余的2艘航空母舰、8艘重巡洋舰和14艘驱逐舰分别在威克岛、中途岛运送飞机，以及在约翰斯顿岛演习，没有一点戒备。
日本各飞行突击队的俯冲轰炸机沿山谷进入。整个瓦胡岛只有甘蔗田园、菠萝种植园的上空的3名惊慌失措的民用飞机驾驶员最先发现这一情况，他们在突然被卷入俯冲飞机的旋涡之中时觉得大事不妙，但他们只能逃命，急忙向旷野飞去。
日本人集中力量袭击了军用机场和战舰。第一批18架俯冲轰炸机袭击了珍珠港南面的陆军基地希卡姆机场上一排排翼梢挨着鼻梢的战斗机和轰炸机，重创了福特岛上的水上飞机，摧毁了机库，将撕碎了的飞机、机库的残片抛向空中。
面对如此迅猛的突然袭击，太平洋舰队在最初几分钟内，几乎没有人能够意识到正在发生什么事情。第一架“九七式”鱼雷飞机冲到舰队最后一艘军舰“内华达”号上空，用机关炮把舰旗撕成碎片。大惊失色的旗手紧接着又升起几面星条旗，但无一不被打烂。第一条鱼雷钻进“亚利桑那”号舰尾的水中，舰上数以千计的官兵不敢相信刚听到的空袭爆炸声已经到了自己身边。在“马里兰”号上，一名水兵发现飞机向附近的海军机场俯冲过去，起初以为这是自己的飞机，但当看到一所建筑物升起烟尘和火焰的时候，又经过更仔细地观察，才发现不是美国飞机，于是取出枪弹，向刚才丢下两枚鱼雷的两架鱼雷飞机开火。岛上巡逻队队长听到第一阵爆炸后，马上在福特岛控制塔播放了警报，他惊呼着：“珍珠港遭到空袭。”几分钟后，金梅尔海军上将在司令部用无线电向港外的太平洋舰队各部队广播了这个令人震惊的消息。
与此同时，在珍珠港上空，率领水平轰炸机队的源田看到了这样的景象：岛上战舰周围升起水柱，接着是越来越多的水柱；舰列前面的4艘大型战舰是成对停泊的，最外边的一对“俄克拉荷马”号和“西弗吉尼亚”号很快就被鱼雷炸裂；很快“亚利桑那”号的前部弹药库也爆炸了……
到这时，美军舰艇上惊魂初定的高射炮手才投入战斗。但是奏效甚微，深灰色的炮火到处开花，炮弹满天爆炸，非常威严的“亚利桑那”号黑红色烟柱窜到1000英尺的高空。
“马里兰”号战列舰也遭到轰炸。“马里兰”号一直被正在倾覆的“俄克拉荷马”号掩护着。轰炸机飞行员按了一下投弹按钮，4颗炸弹像魔鬼一样地垂直落下去由大变小最后完全消失了。随之，这艘舰的上面和附近出现一丛丛白烟。飞行员报告说有两颗炸弹命中目标，其实，这两颗炸弹对“马里兰”号没有多大损害，只是投到了甲板上。这艘舰遭到这场袭击后生存下来了，它是所有的战列舰中受伤最轻的，而且也是第一个返回现役的舰船。
接着“田纳西”号也有两颗炸弹在舰上爆炸，“加利福尼亚”号停泊在舰队的最前面，却是最后受到攻击的战列舰，两颗鱼雷击中了舰桥下面的部分，舰慢慢地沉到污泥上，着火的汽油吞没了舰尾。在炮火如倾的袭击中，排在最后的“内华达”号上的炮手这时也投入了战斗，击落了低空飞行的“九七式”鱼雷飞机。
“内华达”号舰首也遭到了轰炸，轮机员拼命提供蒸汽使这艘舰开动起来，并投入战斗。
鱼雷飞机和俯冲轰炸机的袭击持续了半个小时，后来的20分钟相对平静一些，虽然扫射和轰炸仍在继续，但速度慢了下来。
在这段时间里，整个海港里唯一能开动的战舰“赫尔姆斯”号驱逐舰，终于追捕到了一艘袖珍潜艇并捕获了筋疲力尽的艇员。
就在对珍珠港的袭击平息之前，金梅尔上将发出了一封电报：“珍珠港遭空袭，这不是演习。”海军部长收到这封电报。他认为这不会是真的，这一定是指的菲律宾。当他证实消息属实的时候，他用电话通知了白宫。总统叫国务院把这个消息告诉赫尔，要他接见已经等候在接待室的野村大使和来栖特使，并让国务卿不要把袭击事件告诉他们，只要收下他们的答复，把他们送走。衣冠楚楚的日本外交官被迎了进来，赫尔的难以掩饰的愠怒使他们茫然不知所措。赫尔装做认真阅读日本《致美国政府备忘录》的第14部分，然后愤怒地说：我供职50年，从未见过这样一份满篇卑鄙的谎言和歪曲的文件。当日本外交官刚刚退出门去，门已关上了，这时赫尔大骂：“无赖，该死！”
在稍平静一会儿后，日本空袭的速度又加快了，第14海区司令官布洛克海军少将给海军部长诺克斯打电话，报告着遭受的损失……
8时40分，由86架俯冲轰炸机、54架水平轰炸机和36架战斗机组成的第二批飞机，从瓦胡岛东海岸绕过来参加袭击，高空轰炸恢复了，“平静”结束了。可悲的是，在两次飞机袭击期间，没有一名美国海军的飞行员能够在他们的飞机被摧毁之前起飞，只有少数陆军战斗机设法成功地从惠勒机场起飞了。尽管他们处于绝对劣势，仍然击落了11架日本飞机。港口上空升腾着燃烧的战舰升起的黑色烟柱和越来越猛烈的高射炮火的蘑菇烟云。
日军第二次空袭以“内华达”号战列舰为集中攻击目标，这艘舰正在行进，当它的炮口对着日本俯冲轰炸机射击时，“俄克拉荷马”号上的水手向它发出欢呼。为防止它沉没并阻塞主航道而派出的拖船，成功地将它拖到韦波角，拖船上的水泵帮着扑灭有可能吞没这艘舰的大火。于是“内华达”号避险而逃，吸引了进行主攻的高空轰炸机离开它们原来的目标。但空中的攻击仍很猛烈，一颗炸弹穿进旗舰小艇的甲板。与此同时，一次猛烈的爆炸削掉了停泊在附近浮动码头的一艘驱逐舰的舰首。为扑灭大火，舰长下令灌进海水，但着火的石油迅速蔓延，又引起了船坞里两艘驱逐舰上的鱼雷和弹药库爆炸。
8时50分，日军在第二次袭击的最后几分钟里集中轰炸港口的北部，炸掉了“犹他”号和若干辅助舰。
日军的第二次攻击取得巨大成果，他们反复轰炸和扫射过每一艘战列舰后，又袭击了其他舰只，直到日本人所能看到的舰只不是被击沉就是起火，才兴高采烈地返回航空母舰。
当第二批飞机在袭击后向北返回航空母舰的时候，源田中校的孤零零的轰炸机还在珍珠港上空盘旋，拍摄着他的胜利成果。源田算了一下，4艘战列舰肯定被击沉了，3艘受重创，其他类型的舰只也受重创。福特岛水上飞机基地一片火海，机场也是这样，尤其是惠勒机场。
10时整，日军飞机全部撤离珍珠港。但死亡和毁坏并没结束，所有人在这一天都投入了同还飘浮着的战列舰上的大火的搏斗，小艇躲避着一片片着火的海面，从水里抢救出满身油污的幸存者。
瓦胡岛海军医院的医生在全力抢救着难以计数的伤员。
日本对珍珠港的袭击，取得了难以想象的巨大成果，短短的1个多小时，日军共投掷鱼雷40枚，各型炸弹556枚，共计144吨，击沉、击伤美军舰船40余艘，击毁飞机260架。美国官兵死亡人数高达2403人，其中1000人死在“亚利桑那”号舰上。近2000人受伤，18艘军舰受创太重而最终报废。只有43架飞机还可以作战；188架飞机被炸毁在机场上，另外159架被打坏。日本的代价是只损失了29架飞机及机组人员，以及5艘袖珍潜艇。这比山本预料的损失要小得多。
盘旋几千英尺高的巨大黑色烟幕挡住了珍珠港晴朗的天空，象征着日本的战斗胜利和美国的悲剧。一个日军参谋在这一天的日记中得意地写道：“敌人毫无警戒，快哉，快哉，快哉！”“美国佬，你们知道了吧，30年仇恨的匕首，今天报复在你们的胸膛上了。”
