Тем временем американские корабли в соответствии с приказом контрадмирала У. Ферлонга поднимали якоря и готовились покинуть Перл-Харбор. Первыми к выходу были готовы эсминцы, которым требовалось меньше всего времени на пуск машин.
В 8:17 эсминец «Helm» заметил небольшую подводную лодку, находившуюся в канале на выходе из базы. Эсминец поднял скорость до 25 узлов и начал атаку. Но лодка внезапно ушла на глубину и контакт с нею был потерян. Спустя семь минут, другой эсминец «Aylwin», пришвартованный к борту «Dale», получил приказ выйти в открытое море. В этот момент над эсминцем появилась группа пикирующих бомбардировщиков, которые начали налет. Эсминец открыл заградительный огонь, затрудняя японцам прицельное бомбометание. Бомбы упали за правым бортом у носа, оказав скорее психологическое воздействие на экипаж корабля.
Тем временем на набережной 1010 полным ходом шли спасательные работы. На шлюпках с поврежденных кораблей раненные доставлялись на берег. Тут их на автомашинах доставляли в госпиталь и полевые перевязочные пункты. Многие раненные, не дожидаясь своей очереди на шлюпки, добирались до берега вплавь.
В 8:30 над базой ВВС США Беллоуз появился одиночный самолет, который открыл огонь из пулеметов по пустой палатке, которая своим силуэтом напоминала затянутый брезентом учебный самолет АТ-6.
В этот момент базу Перл-Харбор покидал очередной эсминец. Это был эсминец «Monagham», который получил приказ действовать в паре с патрульным эсминцем «Ward». Проплывая мимо базы гидросамолетов «Curtiss», на борту эсминца получили сообщение, в котором говорилось о наличии поблизости подводной лодки. Капитан эсминца проигнорировал сообщение, посчитав его невероятным.
Короткий разговор, на боевом мостике все же заставил капитана изменить мнение. Он приказал обнаружить и атаковать подводную лодку. Миниатюрная субмарина в это время уже находилась под огнем нескольких кораблей, находящихся поблизости. Один из снарядов, пущенных с базы гидросамолетов «Curtiss», попал в рубку подводной лодки. В ответ лодка выпустила торпеду, которая прошла рядом с эсминцем «Monagham». Эсминец увеличил скорость и на полном ходу таранил подводную лодку. В 9:08 лодка затонула.
Когда в 8:32 лейтенант Рафф поднимался на мостик линкора «Nevada», он знал, что капитан и многие старшие офицеры находятся на берегу. Старшими на корабле был он и капитан Ф.Дж. Томас. Рафф предложил Томасу попытаться вывести линкор из залива.
В 8:40 «Nevada» вошла в узкий проход рядом линкором «Arizona», двигаясь по горящему на поверхности воды топливу. В этот момент сорвался якорь, линкор по инерции продолжил движение и зарылся в ил. Однако корабль удалось снять с мели, после чего движение к выходу с базы продолжилось.
Коммандер Найчел и коммандер Янг прибыли в штаб главнокомандующего Тихоокеанским флотом адмирала Киммеля. Они доложили ему о выполнении задания и сообщили, что очередные самолеты будут садиться на аэродроме. В 9:08 командование 14-го округа отдало приказ, чтобы корабли, находящиеся в Перл-Харборе, не открывали огонь по летящим самолетам.
В это время 1-й лейтенант Эрл Галлахер (6-S-10) и 2-й лейтенант Уильям Уэст (6-S-5) начали посадку на аэродром на острове Форд. Однако в районе острова они наткнулись на плотный заградительный огонь, поэтому решили отвернуть к базе Барберс-Пойнт. В районе базы собралось вскоре семь самолетов, которые кружили на высоте 150 метров. В 9:40 огонь ослаб, поскольку японские самолеты покинули воздушное пространство над Оаху. Галлахер решил садиться на аэродром Эва. Первыми пошли на посадку машины Галлахера, Добсона и Уэста. Американская зенитная артиллерия, не разбирая, стреляла по всем целям в воздухе. Машины получили повреждения и совершили быструю и рискованную посадку на большой скорости. В 9:45 группа Галлахера приземлилась, но вскоре поступил приказ подняться в воздух и держаться дальше от острова, чтобы не попасть под возможный новый налет.
Атака второго эшелона
В 4:13 (8:43) подполковник Сигехару Симазаки отдал своим пилотам команду «Тенкай» — «изготовиться к атаке». Самолеты, находившиеся в 15 милях восточнее мыса Кахуку-Пойнт, начали снижаться. Точно в 4:25 (8:55) радист с самолета Симазаки передал приказ начать атаку. В 15 милях от мыса Мокапу-Пойнт бомбардировщики разделились на два отряда.
Истребители сопровождения М6А2 «Зеро» под командованием капитана Сабуро Синдо также разделились на два отряда в районе мыса Каойо-Пойнт. Первый удар второго эшелона приняла база Канеоэ. Над базой истребители снова разделились.
Третья группа истребителей сопровождения с «Сорю» под командованием капитана Фусаты Ииды начала обстрел базы гидросамолетов. Истребители кружили высоко над базой, время от времени открывая огонь по обнаруженным целям. Целями японцев были здания, автомобили, а также живая сила.
Седьмая группа с «Сёкаку» под командованием капитана Тацуо Ичихары разделились в районе базы Канеоэ на два отряда. Первый отряд под командованием самого Ичихары присоединился к налету на базу. Во время второго боевого захода к истребителям присоединились бомбардировщики B5N2. Большинство сброшенных бомб попало в ангар № 1. Ангар был полностью уничтожен, сгорели и самолеты, стоявшие перед ангаром. Был уничтожен и ангар № 3, стоявшие рядом самолеты также сгорели.
Из 33 базировавшихся в Канеоэ летающих лодок PBY «Catalina» только 6 подлежали ремонту, остальные были уничтожены. Уцелели лишь три самолета, которые в момент налета находились на патрулировании.
В 8:50 пятеро пилотов из 46-го истребительного дивизиона 16-й истребительной группы на истребителях Р-36 «Hawk» поднялись с базы Уилер. На взлете машины попали под огонь собственной зенитной артиллерии. Все же сумев подняться, пятерка направилась в сторону Перл-Харбора. Но над базой был поставлен плотный огневой заслон, поэтому истребители повернули к аэродрому Беллоуз. В районе мыса Даймонд-Хед американцы заметили группу из 9 истребителей «Зеро». Не обращая внимание на численное превосходство противника, американские истребители атаковали 1-е звено 3-й эскадрильи с «Сорю». 1-й лейтенант Льюис М. Сандерс атаковал командира группы капитана Фусату Ииду и сбил его. Иида попытался дотянуть до авианосцев, но пробитые топливные баки и пуля в плече не позволили ему выполнить задуманное. Его «Зеро» рухнул на землю в районе офицерской казармы Беллоуз. Другой американец — 1-й лейтенант Филипп М. Расмуссен — сбил «Зеро» энсина Ацуми. Этот самолет упал в залив Каилуа. 2-й лейтенант Гордон Стерлинг также атаковал японский истребитель. Маневрируя в воздухе он пытался поймать противника в прицел. Это ему удалось и самолет энсина Иси также был сбит. Тем временем другой японец — энсин Дзиро Танака — сел Стерлингу на хвост и сбил его. Американский пилот погиб. 1-й лейтенант Джон М. Таккер вел бой с еще одним М6А2. Но у Таккера отказали пулеметы, чем воспользовался японский пилот. Таккер ушел в крутое пике и без проблем вернулся на базу. Пятый из американцев, 1-й лейтенант Малькольм А. Мур, атаковал М6А2 с «Хирю», но японец скрылся в облаках.
Когда американцы вернулись на базу, они снова попали под огонь своей зенитной артиллерии. Машины Сандерса, Таккера и Расмуссена получили в общей сложности 52 попадания.
С базы Уилер вылетели несколько самолетов 45-го истребительного дивизиона на Р-36 и Р-40. Машины пилотировали 2-й лейтенант Б. Шиффлет, 1-й лейтенант Вудроу Б. Уилмот, а также 2-е лейтенанты Аарон У. Тайер, Фрэнсис С. «Гэбби» Габрески, Генри У. Лоренс и Уильям Ф. Хейни. Главная задача пилотов на взлете было не попасть под огонь своей зенитной артиллерии, что не до конца им удалось. Самолет Шиффлета получил повреждения в районе Хикем-Филда и приземлился на базе Уилер на пробитых колесах. Машина Хейни получила повреждения в районе Перл-Харбора и на бреющем полете вернулась на базу.
Тем временем в 190 милях от Оаху происходила смена истребителей, прикрывавших японскую эскадру. В 4:30 (9:00) с палуб трех авианосцев взлетела другая группа воздушного прикрытия. Шесть истребителей «Зеро» под командованием энсина Юко Ханазавы взлетели с «Сёкаку». С «Дзуйкаку» взлетела шестерка «Зеро» под командованием энсина Макино. Также шесть машин энсина Хикино взлетело с «Хирю». Общее командование группой прикрытия осуществлял энсин Ханазава. В 4:45 (9:15) смена завершилась. Восемнадцать новых истребителей начало патрулировать воздушное пространство в районе японской эскадры. Вскоре начали садиться истребители, отлетавшие свою смену.