海上警戒部队（大森仙太郎少将），由轻巡洋舰阿武限号和9艘驱逐舰（谷风、滨风、齐风、矶风、霰、霞、阳炎、知火、秋云号）组成；
海上补给部队（大藤正知大佐，新美和贵大佐），由8艘运油船（极东轮、国洋轮、健洋轮、极洋轮、神国轮、东邦轮、东荣轮、日本轮）组成，
这是日本有史以来最强大的一支海军编队。
11月21日，南云机动舰队在单冠湾刚刚集结完毕，帝国大本营海军部发布了《海军部第5号命令》，命令山本联合舰队司令长官实施开战部署：
大本营海军部第5号命令昭和十六年十一月二十一日奉敕军令部总长永野修身兹命令山本联合舰队司令长官：
一、为遂行作战，指令必要的部队及时开赴待机海域。
二、在作战准备行动中，如遇美英荷军挑衅，联合舰队司令长官有权以武力自卫。
三、有关具体事项，由军令部总长下达指示。
1941年11月23日，攻击编队的先遗部队离开单冠湾，向夏威夷出发，执行侦察监视任务。
11月25日，联合舰队司令长官山本五十六海军大将从广岛湾的旗舰“长门”号战列舰上，向空袭珍珠港的机动部队指挥官南云忠一海军中将发出绝密作战命令，指示向待机海域出击。命令称：
“攻击编队务于11月26日自单冠湾出发，竭力保持行动隐蔽，12月3日傍晚进入待机海域并加油完毕。”
攻击编队的待机海域是：夏威夷群岛以北的北纬42°、西经170°附近海面。11月份的单冠湾已处于严冬季节，刺骨的北风不时裹挟着雨雪从天而降，从单冠湾远远地向单冠峰望去，天地一片茫然，真有一种“千山鸟飞绝，万径人踪灭”的意境。
11月26日，离天明还有很长一段时间，海面乌云低垂，朔风怒吼。早晨6时，“赤城”号旗舰升起了信号旗。各舰上的信号兵都向本舰舰长报告说：“旗舰发出信号，起锚，准备出港。”此时，南云忠一率领的这支日本海军史上最强大的舰队，迎着飘落的雪花，踏上了偷袭珍珠港的征途。
以“赤城”号为先导的6艘航空母舰徐徐驶出单冠湾。由于这是一次极为秘密的攻击行动，因此没有人为舰队送行。只有在单冠湾外监视敌潜艇并实施反潜巡逻的一艘警戒舰发来了信号：“祝一帆风顺。”
当然，这艘警戒舰也根本不知道这支舰队出发的真正目的，它之所以发来信号也只是单纯地表示礼仪而已。
“谢谢。”
“赤城”号一边回答信号，一边悄悄地穿行而去。舰尾的海军军旗迎着北太平洋寒冷的晨风，哗啦哗啦地飘扬。攻击舰队以壮观的环形队形向远在3，500余海里的夏威夷驶去……
12月1日（夏威夷时间11月30日），当日本舰队越过东经180。的国际日期变更线，驶离东半球进入西半球洋面时，美方负责监视日本舰队动向的霍姆斯少校，给珍珠港海军通信情报部的报告依然未变，还是“日本航空母舰6艘仍在本国水域”等等。
就在这一天，日本御前会议最后决定对美开战。12月2日下午5时30分，机动部队收到了联合舰队司令长官山本五十六发的密码电报：
联合舰队作战电令第10号
“NIITAKAYAMANOBORE-1208”（“攀登新高山-1208”）
命令通知南云机动舰队进攻日期为12月8日，即夏威夷时间12月7日。同一天，联合舰队更改密码和所有军舰的呼叫代号，以干扰和迷惑美军的无线电监听。
南云所指挥的机动舰队，为防止用无线电进行联络会泄露舰队的位置及作战意图，各舰全部关闭或取下了无线电收发报机的发报键，只收不发，整个舰队变成了只听不说的哑巴，默默地驶向目的地。
为了不被美国人觉察到这次偷袭行动，在南云率机动舰队驶向夏威夷的同时，日本联合舰队在后方大量地实施着佯动与欺骗策略。联合舰队不仅对远征舰队实行最严格的战时电波管制，而且又将担任后备培训任务的旧舰船、教练机开进内海各基地，以假乱真，偷梁换柱，同时还用训练大队假冒参战舰队，将所有参战舰船上的原班全套电台、通信军官留给后备教练大队，命令他们继续在九州等本土海岸基地上，互相频繁拍发旧呼号、旧电码，日夜炮制大批假电报，以此造成这样一种假象，似乎日本主力舰队仍然停泊在日本南部内海。美国情报机关非常熟悉日本主力舰队通信军官的发报指法，所以长时间被日本巧妙炮制的假电报所欺骗。就在日本舰队从单冠湾出航的那一天，美国海军情报局对日本机动部队航空母舰和战列舰的所在位置作出了如下报告：
“航空母舰‘赤城’号、‘加贺’号在九州南部；‘苍龙’号、‘飞龙’号、‘翔鹤’号、‘瑞鹤’号在吴港附近，战列舰‘比睿’号在佐世保附近；‘雾岛’号在吴港附近。”
美军太平洋舰队旗舰“宾夕法尼亚”号遭到重创。而实际上，这些战舰已经杀气腾腾地秘密开往珍珠港了。
12月2日，在日本本土的横滨港，一个精心设计的骗局正在上演：日本大型豪华邮船“龙田丸”徐徐驶离了码头。当日，《朝日新闻》以“第二次赴美撤侨，‘龙田丸’启航驶向波澜壮阔的太平洋”为题，进行了大肆渲染式的报道。
处在战争一触即发的关键时刻，日本人为什么甘心让如此豪华的“龙田丸”自投罗网昵？这不过是日本人使的一个障眼法而已。他们以此作为诱饵，转移美国人的视线，从而使美国人对日本的战争企图作出错误的判断，以掩护其突袭珍珠港的军事冒险行动。事实上“龙田丸”船长木村早已接到密令：一旦战争打响，立即掉转船头返航！
在南云舰队已经抵进夏威夷海域的时候，日军大本营又在东京大摆迷魂阵：3，000多名头戴“大日本帝国海军”标志军帽、身穿鲜艳的蓝制服和裹着白绑腿的日本水兵，涌上东京街头参观游览。他们是日军大本营海军部组织的军校学生，冒充水兵，到东京街头故作姿态，以造成日本海军并无紧急战争行动的假象，从而欺骗美英间谍，掩盖南云舰队的偷袭行动。
与此同时，为了麻痹美国人的警惕性，为“偷袭”制造“烟雾弹”，日本驻美大使野村吉三郎与特使来栖三郎继续在华盛顿与美国进行谈判，既没有对美国发出最后通牒，也没有下宣战书，直到发动攻击前半小时才向美国递交一份宣布谈判破裂的通牒。刀走轻锋
当山本五十六向波涛汹涌的北太平洋上劈浪行驶的南云舰队发出“攀登新高山”的密电后，借进京谒见天皇的机会，悄悄地前往三十间堀的梅野岛会千代子去了。令山本欣慰的是在梅野岛，他还意外地见到了他一生中最为知心的朋友堀悌吉。山本与堀悌吉对了几局棋后，又心思沉重地对坐着说起当下的时局来。
第二天，山本辞别堀悌吉进宫谒见天皇，奉诏：
“朕兹下令出师，并委卿以率联合舰队之重任。此责任重大。事之成败，关系到国家之兴废，民族之存亡，望兵至必克。”
山本马上依照“圣上”旨意，向联合舰队发出电令：
谨奉圣上之命，我联合舰队全体将士，要上下精诚团结，戮力同心，为贯彻圣上出师之旨，不畏粉身碎骨，肝脑涂地，以遂圣上之愿。
战争马上就要打响了，山本五十六突然产生了一种回家的渴望，他已经近半年没有回家了。他心中黯然地想，他是多么对不起这个家啊。一定得回家看看，他冥冥之中似乎已经感觉到，这样的机会已经不多了。在谒见天皇的当晚，山本被这种感情驱使着回到了他在东京都青山南町的家。
山本的夫人三桥礼子看上去虽然非常健壮，却经常生病。山本到家时她正卧病在床，礼子和四个孩子对于山本的突然回家，感到又惊又喜。礼子强撑病体做了一顿丰盛的晚餐，一家六口度过了一个温暖的团圆之夜。
而此时，南云率领的攻击舰队已经行至西经165°，北纬43°的位置，并由此大转弯，取道向南直奔夏威夷。
北太平洋洋面上气候寒冷，大雾弥漫，不见阳光，攻击舰队的官兵们浑身上下都湿漉漉一片，条件异常艰苦。
山本五十六终日如坐针毡。他所担心的第一个问题就是海上的气候。根据过去十年的统计资料显示，南云舰队所要通过的北太平洋海域，每到12月份，24天有暴风雨雪，只有7天是好天气。在这样恶劣的环境中航行，舰队能否顺利地得到燃料补给呢？海军军令部认为，只有50％的把握。
幸运的是，舰队出发后，在向东行进的途中，正好遇到了来自西伯利亚自西向东的高气压。因此，直到12月3日，舰队在危险海域中航行时，没遇到任何大风大浪，较为顺利。
山本五十六仰天而叹：“真乃天助我也！”
12月5日，天气好转，南云舰队也进入了较为安全的海域，海浪越来越小，气温也逐渐升高。
12月6日，第二补给队的“东邦丸”、“东荣丸”和“日本丸”三只补给舰，顺利地完成了为攻击舰队加油的任务。它们向攻击舰队发出“祝你们成功”后，在“霰”号驱逐舰的护卫下，调头向西返航。
除了天气问题，山本五十六和南云还非常担心舰队在途中遇到别国的船只。
山本五十六之所以选择海上补给非常困难的北太平洋航线，其中一个重要原因就是，历年来瓦胡岛上的美国巡逻机对该岛的北面都不进行巡逻，几乎就像敞开的大门一样。而且，这一航线鲜有商船经过，对于舰队的隐蔽行进非常有利。
尽管如此，海军军令部仍认为，南云舰队依然有50％被发现的可能性。如果被发现，日军偷袭的意图就会暴露无遗。那时，舰队就只好放弃偷袭计划，转攻为守，不得已于“X”日前在太平洋上打一场大混战。
考虑到上述意外情况的可能发生，山本五十六预先就下过死命令：攻击舰队一旦被别的船只，包括美国船只发现，日舰不准主动向对方实施攻击。只有在受到对方攻击时，才可还击。即使在这种情况下，没有受到攻击的其他舰只，也不准自动参战，只有在接到参战的命令后，方可参战反击。
南云舰队的行进是非常隐蔽的。但是，在12月6日这天，南云舰队还是遇到了一艘商船。虽然只有一艘船，但南云还是为此出了一身冷汗。南云司令部紧张而密切地注视着这艘商船的一举一动：如果它有用无线电向任何地方报告攻击舰队行动的迹象，就立即在三分钟内将其击沉。不知这艘商船是把南云舰队当成了演习舰队而没有发现其意图，还是由于害怕而没敢声张，过了一会儿便悄无声息地向远方驶去，消失在南云舰队的视野中。
由于“天助神佑”，南云舰队在途中既没有遇到非常恶劣的天气，也没有被其他舰船发现，一路还算顺利。但是，山本和南云最为担心的是：美国太平洋舰队的主力舰只在“X”日（12月8日）是否集中停泊在珍珠港内。
