作出決定後，源田拿起信號槍，朝座艙外打了一發信號彈，這時的時間是7時40分。
看到一發信號彈後，各攻擊機羣立即展開，俯衝轟炸機羣馬上拉起，爬升到4 000米的高度；魚雷機羣則朝下飛，高度幾乎貼着海平面；而水平轟炸機隊，則正好在雲層下方飛行，唯一沒有展開的是戰鬥機羣，戰鬥機羣在雲層上空飛行，看來沒有看到信號，想到這一點，淵田朝戰鬥機羣方向，又打了一發信號彈，這一回，戰鬥機看到了信號，立即加大速度，向瓦胡島方向飛去。
可是？這發信號彈卻被俯衝轟炸機羣的指揮官誤認爲是第二發信號彈，即要實施強攻，既然是強攻，就應該由他的俯衝轟炸機隊先下手了。
這時，派出的“築摩”號偵察機發回報告，珍珠港內有戰列艦10艘、重巡洋艘1艘、輕巡洋艦10艘，並報告了敵艦的錨位，這架偵察機還報告說，珍珠港風向東北東，風速14米／秒，敵艦隊上空雲高1 700米，雲量七：“利根”號派出的偵察機報告，敵艦隊不在拉哈納錨地，現在，淵田已確認港內沒有航空母艦，攻擊機羣接近目標時，天空漸漸開朗，從瓦胡島西北的山谷望去，珍珠港清新在目，他用望遠鏡觀察着目標，數數戰列艦，正好8艘，和偵察機報告的略有出入，但是源田沒有在意。
確認美國人沒有反應過來：“通知各機，發起攻擊！”淵田海軍中佐回頭向無線電兵喊道，無線電兵立即按動電鍵，反覆拍發了密碼命令：“托拉，托拉，托拉！”這三個重複的密碼爲日文的“虎”字：“虎，虎，虎！”表示暗語：“我奇襲成功！”這時的時間是7時49分。
然而，就在這戰爭的利刃已經揮舞到夏威夷，屠刀正節節逼向瓦胡島之際，美國海軍在太平洋上最大的海軍基地 珍珠港，仍然是一派歌舞昇平的景象，7日清晨，港內大小96艘美軍艦隻依然靜靜地睡在那裡，對來自空中的滅頂之災絲毫沒有覺察。
實際上，在氣勢洶洶的日機大編隊兵臨城下之前，珍珠港已初露兇端：6時30分，港外發現日本潛艇，美驅逐艦“守護人”號立即實施深水炸彈攻擊，隨着一陣陣沉悶的爆炸聲，1艘日本特種潛艇被擊中，海面上漂起一層油污，同時，美巡邏在防禦水域內又擊沉了1艘來歷不明的潛艇，美國海軍太平洋艦隊司令金梅爾海軍上將在他的寓所接到電話後說：“我馬上就到司令部去！”美軍的將領雖然有所察覺，但是混亂的指揮體系和通信系統導致了悲劇的發生。
上午7時02分，珍珠港設在奧帕納山崗上的雷達站已按規定關閉，兩名新兵出於好奇，又打開了雷達，突然，雷達屏上出現一堆堆閃閃發光的斑點 一支龐大的機羣正朝瓦胡島方向飛來，他們將這一發現馬上報告了值班的泰勒中尉，豈料中尉卻將兩人嘲弄了一番：“少爲這事操心吧！現在我們要做的是享受週末，這是我們美國人自己的飛機！”
原來，美國有一支飛行隊預計12月7日晨7時飛抵珍珠港，這位中尉曾與其中一位駕駛b-17轟炸飛機的朋友相約：飛行隊來時通宵播放夏威夷音樂，當他接到這兩位新兵的報告時，泰勒正陶醉在無線電傳來的夏威夷音樂中，盲目堅信是自己的b-17機羣正向珍珠港飛來，而受到嘲弄的兩個新兵，眼瞅着雷達屏上的機羣越來越近，心急如焚，束手無策。
7時25分，日本機羣離瓦胡島100公里；7時30分，相距75公里；7時39分，相距35公里 就這樣，當空襲珍珠港的日軍攻擊編隊已經發出“奇襲成功”的信號之際，疏於戒備的美國海軍太平洋艦隊卻仍然在“沉睡之中”。
7時55分，由高橋海軍少佐率領的俯衝轟炸機羣率先開始攻擊，高橋海軍少佐由於誤解了信號，認爲要實施強攻，立即將其所率領的51架九九式俯衝轟炸機分爲兩隊：一隊由他率領，直撲福特島和希凱姆機場；一隊由阪本明海軍大尉指揮，飛向惠列爾機場。
飛臨希凱姆機場的日軍俯衝轟炸機羣，看到停機坪上排列整齊的重型轟炸機，高橋海軍少佐猛地橫搖飛機，進行俯衝，餘機緊緊跟隨，第一批炸彈落到了希凱姆機場上，福特島和惠列爾機場也相繼遭到轟炸，剎那間，彈雨如注，鋪天蓋地，在陣陣巨大爆炸聲中，希凱姆機場、福特島機場、惠列爾機場大火熊熊，黑煙騰空，那些排列得整整齊齊，宛如參加一次大檢閱似的美國飛機，轉眼間被炸得破爛不堪，支離破碎，只有少數幾架美機僥倖起飛成功，但很快被機動性極高的日軍零式戰鬥機擊落，僅僅數分鐘，美機場瘡痍滿目，彈坑遍地，日本人瞬間就摧毀了瓦胡島的空防能力。
此時，村田率領的魚雷攻擊機羣，正從灣口以南飛過希凱姆，衝向海軍造船廠，希凱姆突然升起的硝煙使村田大吃一驚，他知道，這次攻擊是奇襲，應該由他的魚雷機隊打頭陣，爲了不被這些機場升起的濃煙遮住目標，只得趕緊抄近路，實施攻擊，由此，魚雷攻擊機羣開始攻擊的時間，比計劃提前了大約5分鐘。
7時57分，村田率領的魚雷攻擊機羣，共40架九九式魚雷機，對美軍的戰列艦羣展開了兇猛的魚雷攻擊
8時整，板谷率領的制空戰鬥機羣，共43架零式戰鬥機，開始對地面進行瘋狂掃射
8時05分，淵田美津雄在下達了攻擊命令之後，就率領其直接指揮的水平轟炸機羣共49架水平轟炸機，對美軍的戰列艦羣實施了猛烈轟炸
淵田將座機略微升高，他在觀察珍珠港上空和地面的戰況，只見珍珠港的上空全是日軍飛機，沒有發生空戰，停泊在港內的美軍艦隻好像仍然在熟睡，檀香山廣播電臺和往常一樣，在繼續廣播節目，淵田放心了，奇襲肯定能成功，飛行員們會完成任務的。
短短几分鐘的時間，珍珠港水柱突起，火團升騰，機場上，美機被炸得橫七豎八，慘不忍睹；海面上，美艦被炸得東倒西歪，狼狽不堪，往常蔚藍色的海空，如今已是濃煙蔽日；昔日盪漾的碧波，眼下已成火海一片，沉浸在美夢中的美軍官兵，驚恐萬狀，呆若木雞，有的則對美國海軍大加稱讚，認爲選擇這樣一個星期天進行實彈演習，實在是深謀遠慮，似的士兵們提前感受戰爭，但是這些人沒有想到就是再用實彈會有人摧毀自家的飛機和戰艦嗎？會炸死自己人嗎？有人甚至既風趣幽默又欷歔感嘆地說：“火奴魯魯同美國像是處於不宣而戰的狀態！”他們根本沒有想到這是日本人的突襲，直到他們看見日本飛機上的紅膏藥。
上午8時，美國海軍太平洋艦隊司令部用明碼把十萬火急的電報匆匆發出：“珍珠港遭受了空襲，這不是演習！”
日機空襲5分鐘後，瓦胡島上32個美軍高炮連中有4個首先對空開火，然而已是無濟於事，日軍艦載機的猛烈攻擊，使珍珠港出現了有史以來最悲慘的情景：
戰列艦“亞利桑那”號中彈後引爆了艦首彈藥艙，黑紅色煙雲升騰翻滾，煙柱高達1 000米，該艦在水面支撐了幾分鐘就帶着1 100餘名艦員沉入海底，戰列艦“西弗吉尼亞”號被9枚魚雷擊中，左舷被炸開一道長37米，艦體傾斜着插入海灣中，艦員死亡105人，戰列艦“田納西”號被1枚魚雷、2枚炸彈命中，艦上大火熊熊，受到重創，戰列艦“俄克拉荷馬”號被12枚魚雷命中，艦上濃煙滾滾，左傾沉入海底，死亡415人，戰列艦“馬里蘭”號被2枚重磅炸彈命中，遭受重創，戰列艦“加利福尼亞”號被2枚魚雷命中，艦上重油庫騰起驚人烈焰，逐漸傾斜下沉，該艦有100餘人遇難，戰列艦“內華達”號被1枚魚雷和2枚炸彈擊中，黑煙滾滾，傷勢極重。
太平洋艦隊的旗艦 戰列艦“賓夕法尼亞”號雖然停在造船廠船塢裡，但仍吃了幾枚炸彈，而停在旗艦泊位上的“海倫娜”號重巡洋艦卻成了替死鬼。
就連停靠在港內的龐大的“猶他”號靶船，也被當作戰列艦加以攻擊，被命中魚雷6枚，很快就傾覆了。
當金梅爾海軍上將來到太平洋艦隊司令部時，他所指揮這支艦隊的主力8艘戰列艦均已被擊沉或重創，而奇襲得手，取得赫赫戰果的日軍艦載航空兵第一攻擊波，已於8時25分從容不迫地揚長而去了
日軍第一攻擊波的攻擊持續了大約一小時，日軍共損失艦載機9架，其中戰鬥機3架，俯衝轟炸機1架，魚雷機5架，日軍用微弱的戰損取得了輝煌的勝利，