根据东条和山本的指令，大西将军忙于制订总计划，航空参谋源田实中佐则忙于研究空中进击的战术。源田自从1940年看完一部美国新闻片后，就一直在考虑用航空母舰集中进行打击。草鹿自己则集中考虑如何把进击舰队开到珍珠港飞机航程内，而又不被美国人发现这一要害问题。在进击舰队中，除了“翔鹤”和“瑞鹤”两艘航空母舰外，其他舰只的油量都不足以航行至珍珠港。在航行中如何加油？这都是必须解决的问题。
还应该考虑突袭性，选择哪条航线才能保证突袭成功？参谋长把雀部利三郎少佐叫了进来。此人是个航海专家。草鹿令他将最近10年来通过太平洋的舰只的国籍和型号研究一下。雀部报告说，因为海面风浪大，在11月和12月间，没有舰只在北纬40度以北航行过。在阅读雀部报告时，草鹿首先注意到的是，在12世纪时，源义经用突然袭击攻下了被认为是固若金汤的城堡的故事。源义经是从令人绝对料想不到的地方出击把它攻克的。草鹿也能从北面向珍珠港进行偷袭。美国舰队假想日本将从马绍尔群岛的基地发起攻击，所以一般都在夏威夷西南海面进行演习。有一点使他犹豫的是，如何在狂风恶浪中给船只加油？但他立刻打消了这个犹豫。加强纪律和训练就能解决这个问题。
东条要求海军必须尽快确定前往出击地点的航线。草鹿从夏威夷取得的情报中获悉，美国的飞机一般在珍珠港外500海里的海域上空巡逻，其他PBY型侦察机则在阿留申群岛的荷兰港以南500海里的海域上空巡逻。因此，他得出结论，要使进击舰队不被发觉，就得向正东行驶，穿过被忽视的海域，直至离珍珠港约800海里的海面。在这里，在偷袭的前一天，各舰只最后一次加油，傍晚则朝南向目标驶去。天一亮飞机就起飞了。
为了协调这次偷袭的统一行动，联合舰队确定由“赤诚”号飞行队长渊田美津雄中佐统一指挥，这位39岁的侵华老兵，在空中已经度过了3000个小时。他的特长不在他的飞行技术，而在于他具有超群的领导能力。根据航空参谋源田提供的方案，他们攻击的主要目标是舰列，即停泊在珍珠港中间的福特岛旁边的两排战舰。首先，由水雷飞机俯冲轰炸外排军舰，内排则由高空轰炸机和俯冲轰炸机解决。草鹿认为，如果没有精确的瞄准器，第二轮的攻击是不可能成功的。还需要有能穿透厚层甲板而不会提早爆炸的炸弹。第一个问题的答案是可以用从德国人那里抄来的97型瞄准器，靠勤练来弥补它的性能不稳定的缺陷。对第二个问题，源田和工程技术人员最终找到了一个简单的解决办法，即把战舰炮弹改装成炸弹，把外层大大加固，使它在碰击后不会马上爆炸。
大概就在山本认真考虑偷袭珍珠港的同时，东条又命令侵华部队中的3个师进行热带作战训练。为了有效地进行这一工作，日本参谋总部还在台湾建立了一个特种战术研究部，其任务是在半年内搜集有关在东南亚进行热带作战的资料。这个研究部由林义秀大佐指挥，但真正的推动力则来自有争议的辻政信中佐。辻这个人行为古怪，一次出于道义上的愤怒和冲动，他放火烧掉了一家艺妓馆，当时有许多同僚在里边作乐。他圆脸秃顶，一对小眼睛不时在眨动，看上去和别的参谋军官没有什么不一样的地方，但他那种炽热的情绪在青年军官身上唤起了狂热的献身感。他们把他敬为日本的“战神”、“东方的希望”，但反对侵略战争的人却把他称为法西斯的狂徒和武士道的疯子。1941年1月1日，这个奇特的人物来到了台湾，据传，他是被东条放逐到那里去的。他一到那里，就专心致志地研究未来的马来亚之战。在不到两个月的时间里，他从各个渠道得悉，新加坡这个岛屿与马来亚半岛顶端只有一条1100码长的堤道相连，如果从海上进攻，它是攻不克的堡垒；假若从背后进攻，它就毫无防御能力。
6月间，在日军占领下的中国海南岛，在林义秀和辻政信的带领下，秘密训练开始了。目的在于试验以最近搜集到的情报为依据的新的理论。以前认为，在热得令人窒息的热带气候中，如果连人带马挤在运输舰内，那就等于自杀。辻深信，这不过是个训练问题和军纪问题。他把成千上万的全副武装的士兵装入炎热的船舱，让他们3人睡在一张长6英尺、宽3英尺的席子上。在华氏120度的高温下，只让士兵喝少量的水，就这样把他们关了整整一个星期。这些骨瘦如柴的士兵，在最坏的条件下携带着马匹和装备，成功地在开阔的海滩上登陆，最后用一营步兵，一个中队炮兵和一连工兵，进行了实战演习。当时，万事俱备，只欠登陆点的海岸的地形和潮水涨落的情报了。辻此时把他的来去无踪的间谍网成员朝枝派进了马来亚。
对珍珠港进行偷袭的飞行训练，在日本四大岛屿中的最南端的九州岛上加速进行。九州这个地方，以活火山、人的好战精神以及盛行娼妓而着称。除了参与策划的人员外，包括母舰舰长在内，谁也不晓得未来的目标在何处。佐世保空军基地的战斗机驾驶员，只知道他们正在为需要4艘母舰的飞机倾巢而出的大规模空袭作准备。轰炸机则集中在沿海岸向南约150英里的富高空军基地。在这里，飞行员专门进行夜间轰炸训练和投弹准确性的训练；作为目标的木筏拖动时，在海面上犁出了层层浪花。
高空轰炸机和鱼雷轰炸机的驾驶员，则在南方鹿儿岛海湾附近训练。这些飞机飞越鹿儿岛市背后的5000英尺高的一座山，然后直冲下来紧贴着山形屋百货大楼和车站的屋顶飞过，躲过电杆和烟囱，飞至码头上空时，突然把高度降至25英尺。此时，投弹员拉动套环，以示对在300码外的防波堤(舰列)施放了鱼雷。源田之所以选中鹿儿岛进行训练，是因为鱼雷轰炸机飞行员，在这里会遇到将来他们袭击珍珠港时要碰到的大多数问题。这些飞机将不得不在烟囱和建筑物的丛林上空飞行，就像在鹿儿岛一样，然后要突然降低高度和速度，以便从极低的高度向舰列投放鱼雷，源田之所以坚持要进行这种自杀式的低空飞行训练，是因为珍珠港水浅，如果鱼雷从通常的高度投放，它就会一头扎进水底。就是在25英尺的高度投放，源田还嫌太高，他死死缠住横须贺海军基地的专家们，要他们研制浅水鱼雷。
在风景壮丽的弯弯曲曲的四国岛海岸附近，一支海军部队也在针对“Z”作战计划的另一方面的问题进行训练。这种训练之神秘使当地的居民都摸不着头脑。每天早晨，19名海军少尉驾着渔船，向三机湾驶去。渔船后边拖着长约80英尺雪茄形状的物体，用帆布盖着。傍晚，这些渔船连同帆布覆盖着的神秘物体，陆续返航。原来帆布覆盖着的物体，就是两艘小型潜水艇。驾驶员们使潜水艇偷偷地通过海湾的出口，演习如何对美国战舰进行鱼雷袭击，但是，连他们的教官也不知道这就是假设的珍珠港。
经过数周的刻苦训练，轰炸的结果非常可观，命中率高达80%。最后一个技术问题，即找到合适的鱼雷问题，也由爱甲文雄大佐解决了。爱甲文雄是横须贺的一位鱼雷专家。他用飞机平衡器做成木翅，安装在鱼雷上。在鹿儿岛海湾经过数十次试验后，80％的鱼雷都适宜于在珍珠港内的浅水中使用。现在的问题是要在进击前赶制出这些木翅。
11月5日，山本根据参谋总部的指示发布了“联合舰队绝密一号作战命令”。这份命令长达151页。它概括了敌对行动开始后的第一阶段内海军的战略，它不但包括对珍珠港的袭击，还包括对马来亚、菲律宾、关岛、威克岛、香港和南洋差不多同时进行的袭击。山本把所有飞行队长都集中在他的旗舰上，把袭击珍珠港的计划告诉了他们。山本说：“你们不能小看敌人，美国不是一个平庸的敌人，它是一个实力强大的劲敌。”在24小时内，这位舰队司令又发布了第二号命令，把敌对行动的时间初步确定为12月8日。从此，日本海军和陆战队进入临战状态！
在紧迫的内外形势下，为了对国民进行战争动员，东条于昭和16年(1941年)11月16日，召开了第七十七次临时会议。他在会上发表了所谓“铁石般的斥敌壮语”的好战演说，他强烈谴责英、美阻碍日本进行侵略扩张；他号召国民精诚团结，节衣缩食，为1亿国民齐上阵大声疾呼。东条说，“百议不如一行”，要大家拿出实际行动。他不顾国民反对，在9分钟之内，强令议会通过了追加38亿日元的临时军费的预算案。他强调，现在已进入紧急关头，要求全体军民为完成“大东亚共荣圈”，为称霸世界作出贡献。
