舰载俯冲轰炸机携带250公斤炸弹被认为足以摧毁相对轻装甲的航空母舰和巡洋舰，经过不断的练习，俯冲轰炸机的准确率达到了50%到60%，为了获得更高的精度，每架轰炸机的释放点从600米更改为450米，到了1941年12月，第一航空母舰打击部队已经达到了一个高水平的速度和协调 。所有六艘航空母舰的航空队都包含三个中队:一个配备著名的A6M 0型的战斗机中队;一个装备了相对缓慢但致命的D3A1 99型俯冲轰炸机的轰炸机中队，还有一个装备B5N 97型鱼雷轰炸机中队，每个中队由9个飞机分队组成 。战斗机中队有18架飞机 。1941年12月，第一艘航空母舰的空中打击部队已满员 。至少出动了411架飞机进行这次行动，成为地球上最强大的海军力量 。
偷袭珍珠港的计划有两波，六艘航母每一艘派出大约一半的战斗机，在第一波中为舰上的一个攻击中队护航 。第二波以类似的方式组织，，攻击的目标顺序是机场;航空母舰;战列舰、巡洋舰和其他军舰;商船;港口设施和陆地设施，航母攻击机被指定用40枚鱼雷和50架水平轰炸机摧毁停泊在福特岛周围的船只 。54架飞机被指定用于攻击福特岛、希卡姆机场和卡内奥赫基地，45架被派去扫射希卡姆和卡内奥赫，袭击的时间在计划过程的后期被更改了 。
为了容纳不能进行夜间飞行的相对不熟练的第五航空母舰飞行员，攻击时间从黎明改到了8点，第一波189架飞机将于凌晨6点在瓦胡岛以北230英里处起飞，包括189架飞机 。攻击将在夏威夷时间8点开始，抓住美国人最脆弱的时候 。第一波和整个行动的关键，是村田指挥的40架鱼雷轰炸机和藤田指挥的50架水平轰炸机 。他们的目标是福特岛周围的战舰和航空母舰 。高桥指挥的54架俯冲轰炸机奉命攻击福特岛、惠勒和希卡姆机场的空中设施，战斗机的任务是获得空中控制权，然后攻击各种空中设施 。
40架鱼雷飞机分成两组集中火力攻击停泊在成对的战列舰，村田将带领24架飞机飞到港口入口以南的一个点，然后向北飞过希卡姆基地和攻击战舰排 。剩下的16架将从向西和西北方向攻击停泊在福特岛那一边的目标 。第二波会在第一波之后不久到来，让防守者没有时间恢复 。这次没有包括鱼雷飞机，因为在突袭失败的情况下，鱼雷轰炸机的低速度和慢速度会导致严重的损失 。第二波轰炸机的总指挥岛崎亲自指挥了54架轰炸机针对希卡姆和卡内奥赫，第二波真正的打击是埃古萨麾下的81架俯冲轰炸机，它们被安排用来攻击任何在第一波攻击中受损的航空母舰，彻底摧毁它们，
攻击前获得美国舰队位置的最后一秒信息是至关重要的，巡洋舰在主力起飞前一小时发射一架水上飞机，侦察珍珠港的舰队 。然而日本担心这些飞机会被发现，一小时的时间可能会给防御者太多的准备时间 。源田和南云把时间缩短到只有30分钟，如果出其不意，攻击单位会发出信号 。“托!托!托!”(老虎!老虎!老虎!)回到南云的旗舰 。最后的计划直到10月底才完成，甚至在特遣部队离开日本后，它还在继续调整 。十月下旬，天皇得知了这次有计划的攻击，12月1日的帝国会议确认了战争的最终决定 。此时，偷袭珍珠港的部队已经在海上了
30艘舰队潜艇也投入支持了这次攻击 。山本于7月29日通知日本帝国海军的潜艇部队——第六舰队，由于整个夏威夷行动都是一个巨大的风险，所以把潜艇也算进去也没什么坏处 。10月下旬，他们决定增加攻击的另一个维度——5艘舰队潜艇将携带小型潜艇前往瓦胡岛，这些潜艇被命令渗透珍珠港 。这些潜艇只能在夜间在水面上移动，白天以更慢的潜速移动到夏威夷群岛 。山本进一步同意，他们甚至可以在空袭到达之前进入珍珠港 。30艘潜艇被分为5个小组 。三艘潜艇(1-19、1-21和1-23)实际上是潜艇的一部分第一航母打击部队，并在航母部队穿越北太平洋的道路上充当侦察部队 。在攻击期间，这些同样的单位将可用来营救被击落的机组人员，并帮助防御航母部队反击 。
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