美軍第五十七驅逐機中隊的五位飛行員，見所在的惠勒機場已遭嚴重破壞無法起飛飛機，便立即搭乘兩輛汽車冒著日機的炮火一路飛奔到偏僻的哈羅瓦機場，日軍顯然沒有注意到這個小機場上竟有5架p—40和1架p—36，八時十五分，肯尼斯·泰勒少尉、喬治·威爾少尉、哈利·布郎少尉、羅伯特·羅傑斯少尉和約翰·戴恩斯少尉駕駛5架p—40戰鬥機起飛，這是美軍第一批升空迎戰的飛機，在巴伯斯角上空與日軍十二架飛機展開激戰，共擊落三架日機。空戰中威爾少尉座機的三挺機槍中有一挺因連續發射過熱卡了膛，泰勒的胳臂和大腿都受了傷。他們剛剛降落，威爾的機槍還未冷卻，泰勒也還沒接受急救，第二批十五架日機又呼嘯而至，兩人又立即起飛迎敵。日機在泰勒飛機後方搶占了有利位置，正準備攻擊，威爾見情況緊急迅速急轉對準泰勒最具威脅的那架日機，連連開火，日機中彈起火墜毀，泰勒因此得救，威爾隨即轉向海上追擊另一架日機，就在海岸外八千米處追上它，一陣急促而準確的射擊將其擊落。這批美機在空中奮力迎戰，總共擊落了7架日機，其中泰勒少尉、威爾少尉分別擊落2架和4架，因此雙雙榮獲優異服役十字勳章，尤其是威爾少尉取得了偷襲珍珠港中最高戰績，成為珍珠港第一英雄。美軍後來又陸續從各機場起飛了25架飛機，但是由於倉促應戰，準備不足，協同不好，有的被日機擊落，有的被己方高炮擊落，沒能有效阻止日軍的攻擊。
八時二十五分，日軍第一波飛機開始返航。淵田則繼續留在珍珠港的上空，觀察戰果並指揮第二波飛機的攻擊。在第一波攻擊中，日軍損失了9架飛機，其中魚雷機5架，戰鬥機3架，轟炸機1架。日軍第一波的攻擊目標主要是美軍的戰列艦。“亞利桑那”號被擊中二條魚雷，後來又被四枚800千克重磅炸彈命中，更致命的是其中一枚炸彈穿透前甲板，在彈藥艙爆炸，引發了驚天動地的大爆炸，致使該艦在幾分鍾裏沉沒，全艦1000餘名官兵無一生還。“西維吉尼亞”號左舷被擊中六條魚雷，盡管損管人員奮力搶救，仍無法控製住左傾，最終傾覆沉沒。“西維吉尼亞”號上的重量級拳擊冠軍二等炊事兵陶樂斯·米勒積極救助傷員，後又操作高射機槍猛烈射擊日機，正因為他的英勇表現使他成為美國海軍第一位榮獲優異服役十字勳章的黑人士兵，並由繼任太平洋艦隊總司令的尼米茲上將親自授勳。“加利福尼亞”號被三條魚雷分別擊中艦橋下方、3號炮塔下方和左舷中部，並有一枚800千克炸彈穿透甲板在艙內爆炸，使得艦首上翹，沉入海底。“俄克拉荷馬”號接連被三條魚雷擊中左舷，由於該艦水密性較差，爆炸又震開許多水密門，海水洶湧而入，加上艦長不在艦上，無人指揮，所以很快沉沒。“田納西”號雖然隻被擊中三枚炸彈，但受到外側“西維吉尼亞”號沉沒時的擠壓，又被後麵相距僅23米的“亞利桑那”號爆炸的火焰波及，引起上層建築多處起火，導致重創。“馬裏蘭”號被二枚800千克炸彈命中，是所有戰列艦中受傷最輕的，也最早修復。“內華達”號被一條魚雷擊中左舷，幸好不是關鍵部位，而緊鄰的“亞利桑那”號上的熊熊大火，對“內華達”號威脅甚至更甚於日機，於是實際指揮的弗郎西斯·湯姆斯海軍少校決定起錨出港規避，水手長埃德溫·希爾勇敢跳入水中遊上碼頭，解開纜繩，使“內華達”號能迅速起航。“內華達”號的突圍也就成為第一波空襲中最驚心動魄的戰鬥，當“內華達”號在沒有任何拖船協助下，倒退著離開錨地，成功駛入出港航道，四周軍艦爆炸起火，灼熱異常，“內華達”號上的炮手不得不抱住炮彈以免其受熱爆炸。“內華達”號帶著濃煙駛向造船廠前的航道最狹窄處，日軍牧野三郎大尉指揮的俯衝轟炸機發現了這一情況，牧野決定利用這一機會實施集中攻擊，將其擊沉在航道上以徹底封閉珍珠港，為分散美軍防空火力，日機從東南、西南兩方向同時投入攻擊，“內華達”號連中六枚炸彈，傷勢嚴重，湯姆斯見已無突圍可能惟恐軍艦在航道上沉沒而堵塞航道，立即在福特島西南淺灘搶灘擱淺。
八時四十分，日軍第二攻擊波飛臨瓦胡島，共有171架，其中81架九九式俯衝轟炸機，54架九七式水平轟炸機，36架零式戰鬥機。九九式各攜一枚250千克爆破彈，九七式各攜2枚250千克穿甲彈或是1枚250千克加6枚60千克炸彈。空中總指揮兼水平轟炸機領隊長機是“瑞鶴”號飛行長島崎和重少佐，俯衝轟炸機領隊是“蒼龍”號飛行長江草隆繁少佐，戰鬥機領隊是進藤三郎大尉，這一批飛機是七時十五分從航空母艦上起飛的，經過一小時二十五分鍾的飛行趕來的。
八時五十五分，開始第二波攻擊。日軍戰鬥機首先對空中的零星美機進行攻擊，以確保掌握製空權。美軍漢斯·克利斯汀少尉、喬治·懷特曼少尉和薩繆爾·比謝普少尉跳上3架p—40戰鬥機從瓦胡島東部的貝洛機場強行起飛，結果漢斯·克利斯汀少尉剛爬入機艙還未開始滑行，就被日機擊中，機毀人亡。其餘兩人盡管起飛升空，很快也被日機擊落。第四十六驅逐機中隊六位飛行員在路易斯·桑德斯中尉的率領下駕駛p—36戰鬥機起飛，他們對正在轟炸一處機場的六架日機發起攻擊，日機見有美機迎戰便倉卒逃走，美機猛撲過去，桑德斯對領隊日機開火，日機立刻冒著濃煙，搖搖晃晃地墜海。戈登·斯特林少尉緊盯住一架敵機，另一架日機則在他尾後向他開火，斯特林座機中彈起火但仍繼續射擊前麵的日機，兩架飛機一齊墜落。混戰中美機共擊落兩架日機，菲利普·拉斯姆森少尉福星高照，駕駛著被打出544個彈孔的座機安全落地！這些英勇升空迎戰的飛行員後來都獲得了銀星勳章和紫心勳章。日機在肅清了空中的美機後便轉入對地麵目標的掃射，水平轟炸機攻擊了卡紐黑、希凱姆和福特島三處機場。俯衝轟炸機則對有彈幕射出的軍艦進行俯衝轟炸，這樣就能避免重複攻擊已受重創的美艦。“內華達”號戰列艦正由拖船拖往韋波角，成為日機集中攻擊的目標，艦上的消防管被炸斷，隻好由拖船用水泵全力協助該艦滅火。當日機見錨地裏停泊的軍艦都已沉沒或起火，便轉而攻擊在船塢裏的艦船。“賓夕法尼亞”號戰列艦正在船塢裏大修沒被第一波的魚雷機發現，所以沒有受到攻擊。但被第二波的日機投下的一枚炸彈命中，炸壞了小艇甲板。“肖”號驅逐艦被炸飛了艦首，起火的燃油隨海水四下蔓延，引爆了在船塢裏的另二艘軍艦。在北部港灣裏停泊的輔助船隻也被第二波的日機炸沉炸傷多艘。
八時二十五分，日軍第一波飛機開始返航。淵田則繼續留在珍珠港的上空，觀察戰果並指揮第二波飛機的攻擊。在第一波攻擊中，日軍損失了9架飛機，其中魚雷機5架，戰鬥機3架，轟炸機1架。日軍第一波的攻擊目標主要是美軍的戰列艦。“亞利桑那”號被擊中二條魚雷，後來又被四枚800千克重磅炸彈命中，更致命的是其中一枚炸彈穿透前甲板，在彈藥艙爆炸，引發了驚天動地的大爆炸，致使該艦在幾分鍾裏沉沒，全艦1000餘名官兵無一生還。“西維吉尼亞”號左舷被擊中六條魚雷，盡管損管人員奮力搶救，仍無法控製住左傾，最終傾覆沉沒。“西維吉尼亞”號上的重量級拳擊冠軍二等炊事兵陶樂斯·米勒積極救助傷員，後又操作高射機槍猛烈射擊日機，正因為他的英勇表現使他成為美國海軍第一位榮獲優異服役十字勳章的黑人士兵，並由繼任太平洋艦隊總司令的尼米茲上將親自授勳。“加利福尼亞”號被三條魚雷分別擊中艦橋下方、3號炮塔下方和左舷中部，並有一枚800千克炸彈穿透甲板在艙內爆炸，使得艦首上翹，沉入海底。“俄克拉荷馬”號接連被三條魚雷擊中左舷，由於該艦水密性較差，爆炸又震開許多水密門，海水洶湧而入，加上艦長不在艦上，無人指揮，所以很快沉沒。“田納西”號雖然隻被擊中三枚炸彈，但受到外側“西維吉尼亞”號沉沒時的擠壓，又被後麵相距僅23米的“亞利桑那”號爆炸的火焰波及，引起上層建築多處起火，導致重創。“馬裏蘭”號被二枚800千克炸彈命中，是所有戰列艦中受傷最輕的，也最早修復。“內華達”號被一條魚雷擊中左舷，幸好不是關鍵部位，而緊鄰的“亞利桑那”號上的熊熊大火，對“內華達”號威脅甚至更甚於日機，於是實際指揮的弗郎西斯·湯姆斯海軍少校決定起錨出港規避，水手長埃德溫·希爾勇敢跳入水中遊上碼頭，解開纜繩，使“內華達”號能迅速起航。“內華達”號的突圍也就成為第一波空襲中最驚心動魄的戰鬥，當“內華達”號在沒有任何拖船協助下，倒退著離開錨地，成功駛入出港航道，四周軍艦爆炸起火，灼熱異常，“內華達”號上的炮手不得不抱住炮彈以免其受熱爆炸。“內華達”號帶著濃煙駛向造船廠前的航道最狹窄處，日軍牧野三郎大尉指揮的俯衝轟炸機發現了這一情況，牧野決定利用這一機會實施集中攻擊，將其擊沉在航道上以徹底封閉珍珠港，為分散美軍防空火力，日機從東南、西南兩方向同時投入攻擊，“內華達”號連中六枚炸彈，傷勢嚴重，湯姆斯見已無突圍可能惟恐軍艦在航道上沉沒而堵塞航道，立即在福特島西南淺灘搶灘擱淺。
八時四十分，日軍第二攻擊波飛臨瓦胡島，共有171架，其中81架九九式俯衝轟炸機，54架九七式水平轟炸機，36架零式戰鬥機。九九式各攜一枚250千克爆破彈，九七式各攜2枚250千克穿甲彈或是1枚250千克加6枚60千克炸彈。空中總指揮兼水平轟炸機領隊長機是“瑞鶴”號飛行長島崎和重少佐，俯衝轟炸機領隊是“蒼龍”號飛行長江草隆繁少佐，戰鬥機領隊是進藤三郎大尉，這一批飛機是七時十五分從航空母艦上起飛的，經過一小時二十五分鍾的飛行趕來的。
八時五十五分，開始第二波攻擊。日軍戰鬥機首先對空中的零星美機進行攻擊，以確保掌握製空權。美軍漢斯·克利斯汀少尉、喬治·懷特曼少尉和薩繆爾·比謝普少尉跳上3架p—40戰鬥機從瓦胡島東部的貝洛機場強行起飛，結果漢斯·克利斯汀少尉剛爬入機艙還未開始滑行，就被日機擊中，機毀人亡。其餘兩人盡管起飛升空，很快也被日機擊落。第四十六驅逐機中隊六位飛行員在路易斯·桑德斯中尉的率領下駕駛p—36戰鬥機起飛，他們對正在轟炸一處機場的六架日機發起攻擊，日機見有美機迎戰便倉卒逃走，美機猛撲過去，桑德斯對領隊日機開火，日機立刻冒著濃煙，搖搖晃晃地墜海。戈登·斯特林少尉緊盯住一架敵機，另一架日機則在他尾後向他開火，斯特林座機中彈起火但仍繼續射擊前麵的日機，兩架飛機一齊墜落。混戰中美機共擊落兩架日機，菲利普·拉斯姆森少尉福星高照，駕駛著被打出544個彈孔的座機安全落地！這些英勇升空迎戰的飛行員後來都獲得了銀星勳章和紫心勳章。日機在肅清了空中的美機後便轉入對地麵目標的掃射，水平轟炸機攻擊了卡紐黑、希凱姆和福特島三處機場。俯衝轟炸機則對有彈幕射出的軍艦進行俯衝轟炸，這樣就能避免重複攻擊已受重創的美艦。“內華達”號戰列艦正由拖船拖往韋波角，成為日機集中攻擊的目標，艦上的消防管被炸斷，隻好由拖船用水泵全力協助該艦滅火。當日機見錨地裏停泊的軍艦都已沉沒或起火，便轉而攻擊在船塢裏的艦船。“賓夕法尼亞”號戰列艦正在船塢裏大修沒被第一波的魚雷機發現，所以沒有受到攻擊。但被第二波的日機投下的一枚炸彈命中，炸壞了小艇甲板。“肖”號驅逐艦被炸飛了艦首，起火的燃油隨海水四下蔓延，引爆了在船塢裏的另二艘軍艦。在北部港灣裏停泊的輔助船隻也被第二波的日機炸沉炸傷多艘。