Ямамото должен был спланировать операцию, которая обеспечит успех при минимуме риска. Стандартная военно-морская доктрина тех времен утверждала, что флот не может действовать на расстоянии 2000 миль от своей базы. (Маршалловы острова находились, хотя они и не были главной базой, тоже находились дальше.) Флот теряет 10 процентов боевой эффективности на каждую тысячу миль от своей базы. Но это были доктрины линейных флотов эпохи Первой Мировой войны. В операции Ямамото удар наносили не орудия линкоров, а авианосные самолеты, вооруженные бомбами и торпедами и прикрытые истребителями. Его оперативное соединение должны были сопровождать танкеры, и пополнение запасов топлива планировалось проводить в море.
Эффективность атаки торпедоносцев против кораблей, стоящих якорях в гавани, была проверена японцами в ходе военных игр в апреле — мае 1940 года. Как обычно в таких играх были жаркие споры вокруг решений посредников. Но контр-адмирал Сигеру Фукудомэ, командующий морской авиацией и начальник штаба Ямамото, решил, что такая игра завершается решительной победой, так как неподвижные корабли не имеют шансов уклониться от торпед. Адмирал Ямамото также решил, что массированная атака торпедоносцев будет успешной, если удастся добиться внезапности. Когда 12 ноября |0 года британский флот действительно провел такую атаку против итальянских кораблей в гавани Таранто, это подтвердило правильность выводов, сделанных японцами, во время игр. 21 самолет топил 3 итальянских линкора, причем были сбиты всего 2 самолета.
Ямамото приказал японским морским атташе в Лондоне иРимедетально изучить налет на Таранто. Получив их донесения, Ямамото приказал Фукудомэ начать изучать вопрос использования торпед, специально спроектированных на малые глубины хода. Контр-адмирал Такидзиро Ониси и капитан 2 ранга Минору Гэнда, один из лучших японских пилотов, были привлечены к работам. К январю 1941 года Ямамото получил заключительный отчет. Он решил в случае начала войны первый удар должен нанести флот. После жарких споров Ямамото сумел преодолеть сопротивление адмирала Наганo, начальника Морского Генерального штаба.
Так как большая часть американского Тихоокеанского флота постоянно находилась на якорных стоянках Пирл-Харбора, немедленно начали разрабатываться планы внезапной атаки. Более тщательное изучение Пирл-Харбора проводилось сотрудниками японского консульства в Гонолулу. Военно-морская разведка в Токио получала их еженедельные отчеты о кораблях на стоянках и в море. В сентябре бухта Кагосима была выбрана в качестве секретного места отработки атаки Пирл-Харбора. Началось производство торпед со специальными деревянными плавниками, приспособленными для использования на мелководье Пирл-Харбора.
K 3 ноября адмирал Ямамото подавил все сопротивление внутри флота. Было решено, что флот нанесет внезапный удар по Пирл-Харбору, если политики и дипломаты не сумеют договориться. 5 ноября старшие офицеры получили совершенно секретный Оперативный приказ № 1. “На востоке следует уничтожить американский флот. Следует перерезать американские операционные линии, и линии снабжения на Дальнем Востоке. Вражеские силы следует перехватывать и уничтожать. Победы следует использовать, чтобы сокрушить волю противника к сопротивлению”. 11 ноября аналогичный приказ получил вице-адмирал Нагумо, командующий Первым Воздушным Флотом и общий командующий Ударным Соединением Пирл-Харбор. Немного позднее, 25 ноября, он получил приказ выйти в море на следующий день. Ни первоначальный приказ, ни более детальный приказ № 9, переданный на все корабли соединения Нагумо, даже не упоминали об ударе по нефтехранилищу или ремонтным мастерским. Тогда этому не придавали значения.
Адмирал Нагумо, который считался грубым и необщительным человеком, был верховным командующим японскими авианосными силами. Он не верил в успех удара по Пирл-Харбору, постоянно напоминая Ямамото (с которым был в не самых лучших отношениях), что авианосец — очень уязвимая цель. Хотя его самолеты способны нанести врагу серьезные потери, вражеские самолеты могут потопить авианосец одной-двумя метко нацеленными бомбами или торпедами. Нагумо был сторонник удара в южном направлении, но в конце лета 1941 года он неохотно принял идею налета на Пирл-Харбор.