1940年军衔也晋升为海军大将。山本曾数次赴美，或求学或考察或任职，对美国的经济和军事潜力有着极为深刻的了解。所以最初他竭力反对与美国开战，成为日本海军中坚定的反战派人士，甚至因此几乎遭到激进少壮派的暗算，但是山本绝不是和平主义者，他所反对的只不过是与强大的英美开战，因为他曾准确预测日本即使通过偷袭珍珠港重创美军太平洋舰队，也只不过能保持一年到一年半的优势。
--所以在他担任第一航空战队司令时积极参与对中国的侵略。当日本大本营与英美开战的战略方针确立后，他便一改初衷，竭尽全力策划组织对美国的作战方针，那就是以突袭手段力求在开战初期就一举全歼或重创美国太平洋舰队，确立起日本的军事优势，并不断对美国实施主动进攻，使其无法积蓄起足够与日本对抗的力量，从而赢得战争的胜利。而这一战略的第一步就是一场赌博--对美国太平洋舰队的突袭。其作战计划中有两个重要内容，一是击沉三艘航空母舰，二是对美宣战的最后通牒必须于攻击前30分钟美国时间12月7日十三时递交。这样做的目的是，山本五十六深知美国人的性格，崇尚面对面的决斗，通过事先宣战而打击美国的士气，从而把美国逼回到谈判桌前，签订互不侵犯的协定。可是在袭击当天偷袭的主要目标美国太平洋舰队的三艘航空母舰及二十二艘其他军舰不在珍珠港，而最后通牒的送达却莫名其妙的推迟了一个半小时，使名正言顺的宣战变成了卑鄙无耻的偷袭。
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