作出决定后，源田拿起信号枪，朝座舱外打了一发信号弹，这时的时间是7时40分。
看到一发信号弹后，各攻击机群立即展开，俯冲轰炸机群马上拉起，爬升到4 000米的高度；鱼雷机群则朝下飞，高度几乎贴着海平面；而水平轰炸机队，则正好在云层下方飞行，唯一沒有展开的是战斗机群，战斗机群在云层上空飞行，看來沒有看到信号，想到这一点，渊田朝战斗机群方向，又打了一发信号弹，这一回，战斗机看到了信号，立即加大速度，向瓦胡岛方向飞去。
可是？这发信号弹却被俯冲轰炸机群的指挥官误认为是第二发信号弹，即要实施强攻，既然是强攻，就应该由他的俯冲轰炸机队先下手了。
这时，派出的“筑摩”号侦察机发回报告，珍珠港内有战列舰10艘、重巡洋艘1艘、轻巡洋舰10艘，并报告了敌舰的锚位，这架侦察机还报告说，珍珠港风向东北东，风速14米／秒，敌舰队上空云高1 700米，云量七：“利根”号派出的侦察机报告，敌舰队不在拉哈纳锚地，现在，渊田已确认港内沒有航空母舰，攻击机群接近目标时，天空渐渐开朗，从瓦胡岛西北的山谷望去，珍珠港清新在目，他用望远镜观察着目标，数数战列舰，正好8艘，和侦察机报告的略有出入，但是源田沒有在意。
确认美国人沒有反应过來：“通知各机，发起攻击！”渊田海军中佐回头向无线电兵喊道，无线电兵立即按动电键，反复拍发了密码命令：“托拉，托拉，托拉！”这三个重复的密码为日文的“虎”字：“虎，虎，虎！”表示暗语：“我奇袭成功！”这时的时间是7时49分。
然而，就在这战争的利刃已经挥舞到夏威夷，屠刀正节节逼向瓦胡岛之际，美国海军在太平洋上最大的海军基地 珍珠港，仍然是一派歌舞升平的景象，7日清晨，港内大小96艘美军舰只依然静静地睡在那里，对來自空中的灭顶之灾丝毫沒有觉察。
实际上，在气势汹汹的日机大编队兵临城下之前，珍珠港已初露凶端：6时30分，港外发现日本潜艇，美驱逐舰“守护人”号立即实施深水炸弹攻击，随着一阵阵沉闷的爆炸声，1艘日本特种潜艇被击中，海面上漂起一层油污，同时，美巡逻在防御水域内又击沉了1艘來历不明的潜艇，美国海军太平洋舰队司令金梅尔海军上将在他的寓所接到电话后说：“我马上就到司令部去！”美军的将领虽然有所察觉，但是混乱的指挥体系和通信系统导致了悲剧的发生。
上午7时02分，珍珠港设在奥帕纳山岗上的雷达站已按规定关闭，两名新兵出于好奇，又打开了雷达，突然，雷达屏上出现一堆堆闪闪发光的斑点 一支庞大的机群正朝瓦胡岛方向飞來，他们将这一发现马上报告了值班的泰勒中尉，岂料中尉却将两人嘲弄了一番：“少为这事操心吧！现在我们要做的是享受周末，这是我们美国人自己的飞机！”
原來，美国有一支飞行队预计12月7日晨7时飞抵珍珠港，这位中尉曾与其中一位驾驶b-17轰炸飞机的朋友相约：飞行队來时通宵播放夏威夷音乐，当他接到这两位新兵的报告时，泰勒正陶醉在无线电传來的夏威夷音乐中，盲目坚信是自己的b-17机群正向珍珠港飞來，而受到嘲弄的两个新兵，眼瞅着雷达屏上的机群越來越近，心急如焚，束手无策。
7时25分，日本机群离瓦胡岛100公里；7时30分，相距75公里；7时39分，相距35公里 就这样，当空袭珍珠港的日军攻击编队已经发出“奇袭成功”的信号之际，疏于戒备的美国海军太平洋舰队却仍然在“沉睡之中”。
7时55分，由高桥海军少佐率领的俯冲轰炸机群率先开始攻击，高桥海军少佐由于误解了信号，认为要实施强攻，立即将其所率领的51架九九式俯冲轰炸机分为两队：一队由他率领，直扑福特岛和希凯姆机场；一队由坂本明海军大尉指挥，飞向惠列尔机场。
飞临希凯姆机场的日军俯冲轰炸机群，看到停机坪上排列整齐的重型轰炸机，高桥海军少佐猛地横摇飞机，进行俯冲，余机紧紧跟随，第一批炸弹落到了希凯姆机场上，福特岛和惠列尔机场也相继遭到轰炸，刹那间，弹雨如注，铺天盖地，在阵阵巨大爆炸声中，希凯姆机场、福特岛机场、惠列尔机场大火熊熊，黑烟腾空，那些排列得整整齐齐，宛如参加一次大检阅似的美国飞机，转眼间被炸得破烂不堪，支离破碎，只有少数几架美机侥幸起飞成功，但很快被机动性极高的日军零式战斗机击落，仅仅数分钟，美机场疮痍满目，弹坑遍地，日本人瞬间就摧毁了瓦胡岛的空防能力。
此时，村田率领的鱼雷攻击机群，正从湾口以南飞过希凯姆，冲向海军造船厂，希凯姆突然升起的硝烟使村田大吃一惊，他知道，这次攻击是奇袭，应该由他的鱼雷机队打头阵，为了不被这些机场升起的浓烟遮住目标，只得赶紧抄近路，实施攻击，由此，鱼雷攻击机群开始攻击的时间，比计划提前了大约5分钟。
7时57分，村田率领的鱼雷攻击机群，共40架九九式鱼雷机，对美军的战列舰群展开了凶猛的鱼雷攻击
8时整，板谷率领的制空战斗机群，共43架零式战斗机，开始对地面进行疯狂扫射
8时05分，渊田美津雄在下达了攻击命令之后，就率领其直接指挥的水平轰炸机群共49架水平轰炸机，对美军的战列舰群实施了猛烈轰炸
渊田将座机略微升高，他在观察珍珠港上空和地面的战况，只见珍珠港的上空全是日军飞机，沒有发生空战，停泊在港内的美军舰只好像仍然在熟睡，檀香山广播电台和往常一样，在继续广播节目，渊田放心了，奇袭肯定能成功，飞行员们会完成任务的。
短短几分钟的时间，珍珠港水柱突起，火团升腾，机场上，美机被炸得横七竖八，惨不忍睹；海面上，美舰被炸得东倒西歪，狼狈不堪，往常蔚蓝色的海空，如今已是浓烟蔽日；昔日荡漾的碧波，眼下已成火海一片，沉浸在美梦中的美军官兵，惊恐万状，呆若木鸡，有的则对美国海军大加称赞，认为选择这样一个星期天进行实弹演习，实在是深谋远虑，似的士兵们提前感受战争，但是这些人沒有想到就是再用实弹会有人摧毁自家的飞机和战舰吗？会炸死自己人吗？有人甚至既风趣幽默又欷歔感叹地说：“火奴鲁鲁同美国像是处于不宣而战的状态！”他们根本沒有想到这是日本人的突袭，直到他们看见日本飞机上的红膏药。
上午8时，美国海军太平洋舰队司令部用明码把十万火急的电报匆匆发出：“珍珠港遭受了空袭，这不是演习！”
日机空袭5分钟后，瓦胡岛上32个美军高炮连中有4个首先对空开火，然而已是无济于事，日军舰载机的猛烈攻击，使珍珠港出现了有史以來最悲惨的情景：
战列舰“亚利桑那”号中弹后引爆了舰首弹药舱，黑红色烟云升腾翻滚，烟柱高达1 000米，该舰在水面支撑了几分钟就带着1 100余名舰员沉入海底，战列舰“西弗吉尼亚”号被9枚鱼雷击中，左舷被炸开一道长37米，舰体倾斜着插入海湾中，舰员死亡105人，战列舰“田纳西”号被1枚鱼雷、2枚炸弹命中，舰上大火熊熊，受到重创，战列舰“俄克拉荷马”号被12枚鱼雷命中，舰上浓烟滚滚，左倾沉入海底，死亡415人，战列舰“马里兰”号被2枚重磅炸弹命中，遭受重创，战列舰“加利福尼亚”号被2枚鱼雷命中，舰上重油库腾起惊人烈焰，逐渐倾斜下沉，该舰有100余人遇难，战列舰“内华达”号被1枚鱼雷和2枚炸弹击中，黑烟滚滚，伤势极重。
太平洋舰队的旗舰 战列舰“宾夕法尼亚”号虽然停在造船厂船坞里，但仍吃了几枚炸弹，而停在旗舰泊位上的“海伦娜”号重巡洋舰却成了替死鬼。
就连停靠在港内的庞大的“犹他”号靶船，也被当作战列舰加以攻击，被命中鱼雷6枚，很快就倾覆了。
当金梅尔海军上将來到太平洋舰队司令部时，他所指挥这支舰队的主力8艘战列舰均已被击沉或重创，而奇袭得手，取得赫赫战果的日军舰载航空兵第一攻击波，已于8时25分从容不迫地扬长而去了
日军第一攻击波的攻击持续了大约一小时，日军共损失舰载机9架，其中战斗机3架，俯冲轰炸机1架，鱼雷机5架，日军用微弱的战损取得了辉煌的胜利，