飞临瓦胡岛，共有182架，其中90架九九式俯冲轰炸机，32架九七式水平轰炸机，60架零式战斗机。九九式各携一枚250千克爆破弹，九七式各携2枚250千克穿甲弹或是1枚250千克加6枚60千克炸弹。空中总指挥兼水平轰炸机领队长机是"瑞鹤"号飞行长岛崎和重少佐，俯冲轰炸机领队是"苍龙"号飞行长江草隆繁少佐，战斗机领队是进藤三郎大尉，这一批飞机是七时十五分从航空母舰上起飞的，经过一小时二十五分钟的飞行赶来的。第二波次的战斗机数量较多，主要考虑到美军可能有一定数量的飞机起飞迎战，战斗机用于争夺制空权，掩护轰炸机对已经遭到重创的舰队的第二轮轰炸。同时开始对陆地目标，珍珠港各种修造船设施齐全的造船厂、码头、居住区，和储存有4万加仑燃油的油库进行攻击，并分出36架轰炸机对附近的，美军的大小军事设施进行盲目地轰炸。被击中的油库发生爆炸，储存有4万加仑燃油的油库，掀起了巨大的蘑菇状烟云，浓烟烈火遮天蔽日，珍珠港再次跌入了炼狱中，即使完整无损的太平洋舰队，在六个月里也无法出动了。

九时四十五分，第二波的飞机开始返航。渊田驾机绕珍珠港低空盘旋一周拍摄了被炸后的情景，才最后一个返航。在第一攻击波后，美军已做好了战斗准备，因此第二波遭到了较为猛烈的高射炮火射击。有20架日机被击落，其中战斗机6架，轰炸机14架，但是同已经取得的轰炸效果比起来，这点损失还是微不足道的。

十二时整，出乎美军意料的是，倭军第三波次的轰炸机群又飞临珍珠港的上空。第三波次的机群由136架飞机组成，其中有一部分是在第一波次的飞机中，选择飞行状态较好的飞机组成的。有新式的鸡式（原零式）战斗机70架，各色轰炸机66架，主要任务是杀伤人员和自由轰炸，巩固和加强前两个波次的轰炸效果。舰队司令山口多文少将接到山本五十六的电报，提醒他不要因为眼前的胜利而沾沾自喜，要抓住这个千载难逢的绝好机会，最大限度地打击美国太平洋舰队。为此损失二百架飞机也在所不惜，一定要让太平洋舰队在两