Одновременно японские истребители спикировали с высоты 3600 метров на четыре американских аэродрома, сбрасывая на них бомбы и стреляя из пушек и пулеметов. 402 машины стояли ровными рядами, крыло к крылу — лучшей мишени нельзя было себе и вообразить. Поэтому неудивительно, что уже в течение нескольких минут японцы завоевали господствующее положение в воздушном пространстве острова Оаху. На аэродроме Хикэм 250-килограммовая бомба попала в казарму: погибли 35 солдат, сидевших за завтраком. Рев пикирующих самолетов смешался с грохотом взрывов, криками и беспорядочной стрельбой
Между тем в 7 часов 55 минут на американских линкорах происходило все то же, что и должно было происходить в небоевой обстановке на кораблях ранним утром. Военные музыканты уже настроили свои инструменты, чтобы сыграть к утреннему построению «Звездно-полосатый флаг», но тут неожиданно появились японские бомбардировщики. Они стремительно пронеслись над морем на высоте пятнадцати-двадцати метров. Команды кораблей видели даже лица пилотов — некоторые из них презрительно ухмылялись. Через три минуты по радио раздался голос командира американской эскадрильи самолетов-разведчиков: «Воздушная атака! Это не учения!» Ударили первые сброшенные с японских самолетов торпеды, к небу взметнулись столбы огня и дыма. К зенитным орудиям и пулеметам отовсюду бежали матросы, офицеры, музыканты, санитары. На крейсере «Нью-Орлеан» военный капеллан Хауэлл Форджи выкрикнул ставшую впоследствии знаменитой фразу: «Молитесь Господу и начинайте раздавать боеприпасы!» К восьми часам американцы могли уже вести ответный огонь по противнику, но тут оказалось, что патронов для зенитных пулеметов, увы, не хватает, а снаряды для многих орудий уложены в надежно запертые ящики.
Самой крайней в «аллее линкоров» стояла «Невада». По счастливому стечению обстоятельств вахтенный офицер Тоссидж приказал держать на ней под парами два котла, что позволило ему сразу же начать движение, чтобы уйти с линии атаки. С первыми же выстрелами Тоссидж передал по внутрикорабельному радио: «Воздушный налет! Это не учения! Повторяю, это не учения!» Вслед за этим «Невада» открыла огонь, и почти тотчас же ее зенитчики сбили торпедоносец. Через две минуты в корабль попала торпеда, затем несколько бомб, но, несмотря на это, артиллеристы корабля продолжали вести огонь и сбили еще два торпедоносца.
Следующим на рейде стоял линкор «Аризона», и хотя его корпус частично закрывала плавмастерская «Вестал», в него сразу же попала торпеда, а затем и несколько бомб, вызвавших взрыв в носовом погребе боеприпасов. Мицуо Футида впоследствии вспоминал: «Мы уже почти легли на боевой курс, как вдруг на одном из линейных кораблей раздался взрыв страшной силы. Колоссальный столб черно-красного дыма поднялся на высоту 1000 метров. Даже мы ощутили удар взрывной волны, хотя находились вдалеке от гавани».
Страшный взрыв унес более 1000 жизней, в числе убитых были контр-адмирал Исаак С. Кидд и командир корабля Франклин Ван Валькенбург.
Затем бомбы и торпеды поразили линкоры «Уэст Виргиния» и «Оклахома», причем в этот корабль одна за другой попали сразу три торпеды. «Уэст Виргиния» села на дно на ровном киле, а вот «Оклахоме» не повезло: корабль повалился на левый борт и вскоре затонул. В первые же минуты атаки несколько торпед попали в линкор «Калифорния», на котором было затоплено машинное отделение. Корабль остался без электроэнергии, и снаряды к зенитным орудиям стали подавать вручную. И хотя к 9 часам подачу электричества все-таки удалось восстановить, из-за сильных пожаров, которые никак не удавалось погасить, команде приказали оставить корабль. Впрочем, тонула «Калифорния» очень медленно и только лишь 9 декабря окончательно села на дно.
Кроме кораблей удару подверглись и объекты на берегу: аэродромы Уиллер, Хикэм, Канэохе, Эва и база морской авиации на острове Форд в центре гавани.
Японские самолеты пронеслись над летными полями, расстреливая стоящие как на параде американские самолеты, емкости с горючим и аэронавигационное оборудование. Разгрома избежал только маленький и служивший в основном для учебных целей аэродром Халейва. Именно с него взлетели два истребителя Р-40 «Томагавк», пилотируемые лейтенантами Тэйлором и Уэлчем. Летчики, сбившие, по разным данным, 7–8 самолетов противника, стали национальными героями Америки, героями книг и кинофильмов.
Потери американцев росли прямо-таки с ужасающей быстротой, однако было очевидно, что свой главный удар японские самолеты наносят по району нефтехранилищ. Сначала, как и планировалось, над ними на бреющем полете прошло несколько звеньев горизонтальных бомбардировщиков, сбросивших на них бомбы замедленного действия.