В 3:23 (7:53), пролетая над Макуа (южнее мыса Каена-пойнт), Фучида послал в эфир очередной сигнал «Тора, Тора, Тора», сообщая о том, что противник захвачен врасплох.
Тем временем второй эшелон находился на полпути от Оаху. Все 167 самолетов эшелона свободно шли к цели на большой высоте, не встречая какого-либо противодействия со стороны американской ПВО.
На берегу и на кораблях многие заметили приближающиеся самолеты. Воздух заполнился шумом работающих двигателей. Группы самолетов, имевших неизвестные силуэты, начали пикировать на остров Форд. Другие самолеты, снизились к самой воде и направились в сторону стоящих на якоре кораблей.
В 7:30 полковник Логан Рамси получил донесение от штабного офицера, который пересказывал рапорт пилота патрульной «Каталины», доложившего о потоплении подводной лодки противника всего в одной миле от Перл-Харбора. Рамси приказал штабисту перепроверить эту информацию. Пока полковник вместе с несколькими другими офицерами ожидал результатов проверки, внезапно раздался рев самолета, заходящего в пике. Рассерженный Рамси подошел к окну, желая увидеть, кто это из молодых пилотов позволяет себе глупые шутки. Рамси и несколько офицеров пытались разглядеть бортовые номера пикирующего самолета. Тем временем, самолет вышел из пике и ушел вверх. Спустя еще несколько секунд раздался взрыв сброшенной бомбы. Полковник повернулся к офицерам и сказал: «Плевать на его номера, это японец». Было 3:27 (7:57). Рамси бросился в помещение радиостанции и приказал передать в эфир открытым текстом на всех частотах следующее сообщение: «Air Raid, Pearl Harbor! This is no Drill!» Контр-адмирал Беллингер, который также был в здании штаба, поспешил передать по радио аналогичный приказ всем кораблям флота. На часах было 7:58.
Атака торпедоносцев
В 3:25 (7:55) первыми атаку на Перл-Харбор начали торпедоносцы группы капитана Матумуры с «Хирю». За ними атаковали машины группы капитана Нагаи с «Сорю». Эти две группы атаковали со стороны Мидл-Лох. Заходя на атаку капитан Нагаи распределил цели между машинами. Пилоты получили приказ поразить противника хотя бы ценой своей жизни.
Первой атаку начали три самолета с «Сорю». Их целью стал легкий крейсер «Raleigh» (CL-7), стоявший у кнехта F-12, а также корабль-цель «Utah» (AG-16), стоявший у кнехта F-11. Спустя минуту самолеты начали боевой заход. Экипажи американских кораблей решили, что начались очередные учения зенитной артиллерии, к которым обычно привлекали американские самолеты. Экипаж капитана Накадзимы (штурман-бомбардир фельдфебель Накамура, стрелок-радист старший матрос Нисида) получил приказ атаковать корабль-цель «Utah». Торпеда, сброшенная около 3:26 (7:56) поразила корабль в районе 58-го шпангоута. В результате взрыва торпеды разрушилась обшивка корпуса на участке между 55-м и 61-м шпангоутами. Кроме того, взрывом повредило топливные баки. Солярка вперемешку с морской водой залила внутренние помещения корабля, который начал крениться на левый борт.
Самолет энсина Сато (штурман-бомбардир фельдфебель Сема, стрелок-радист матрос Араи) атаковали стоящий рядом легкий крейсер серии «Omaha» («Raleigh»). Сброшенная самолетом торпеда шла на глубине 4 метров и поразила корабль в киль в районе 58-го шпангоута. В результате была сорвана обшивка на участке между 50-м и 60-м шпангоутами. Корабль набрал забортной воды и накренился на левый борт.
Третьим атаку начал экипаж энсина Харады (штурман-бомбардир фельдфебель Канаи, стрелок-радист сержант Хосои). Целью экипажа стал второй легкий крейсер класса «Omaha» («Detroit» CL-8). Торпеда, сброшенная с самолета прошла в 23 метрах за кормой крейсера (между «Raleigh» и «Detroit») и зарылась в дно у западной оконечности острова Форд.
В эти минуты на противоположном берегу острова Форд в районе залива Саутист, в главном штабе командующего Тихоокеанским флотом, расположенном в административном здании базы подводных лодок, командор Винсент Мерфи беседовал по телефону с адмиралом Киммелем о рапорте капитана эсминца «Ward». Во время разговора в комнату вошел связной и доставил сообщение, полученное с сигнальной башни. В сообщении говорилось о налете японской авиации на Перл-Харбор («это не учения»). Командор пересказал полученное сообщение своему начальнику. Киммель немедленно передал известие командующему Морским флотом, Атлантическим флотом и Азиатским флотом, а также всем силам в отрытом море. Сообщение гласило: «Воздушный налет на Перл-Харбор, это не учения». Сообщение ушло в эфир в 8:00.