米国東部時間午後2時20分（ハワイ時間午前8時50分）野村吉三郎駐米大使と来栖三郎特命大使が、コーデル・ハル国務長官に日米交渉打ち切りの最後通牒を手交した。この文書は攻撃開始前に米国政府へ手交する予定であったのだが、ワシントン駐在日本大使館で準備に手間取り、攻撃開始の後となった。宣戦布告が奇襲攻撃の後となったことで、騙まし討ちとして宣伝材料に利用されることになる。
ハワイ時間午前8時54分（日本時間4時24分）、第二波空中攻撃隊が「全軍突撃」を下命した。第二波攻撃隊は小型艦艇や港湾設備、航空基地、既に座礁していた戦艦「ネバダ」への攻撃を行った。
5隻の特殊潜航艇による攻撃は、4隻が撃沈され、1隻が座礁・拿捕されたため成功しなかった。日本では、撃沈された4隻の乗組員8名と、拿捕された艇で戦死した1名を加えた9名が「九軍神」として宣伝された。拿捕された艇の艇長で捕虜となった酒巻和男海軍少尉は「軍神」から外され、捕虜となったことは公表されなかった。
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