1941年東京時間12月7日上午10時左右，當一架英國空軍的哈德森轟炸機試圖接近滿載著日本陸軍部隊開往馬來半島的運輸船隊時，為船隊護航的3架來自陸航飛行第1戰隊的97式戰鬥機猛撲過去，在英國人來得及發出報警電信前就將它撕成碎片，事實上的太平洋戰爭第一槍打響了。
數小時後，從日本海軍第1航空艦隊的赤城、加賀、蒼龍、飛龍、瑞鶴、翔鶴號等6艘航空母艦上，滿載著死亡之卵的89架97式艦載攻擊機和51架99式艦載俯衝轟炸機轟鳴著從航母上起飛，彙集成一個又一個V字形的編隊。在這些飛機上空不遠處，由板穀茂少佐率領下的43架零戰21型組成的護航編隊為這些攻擊機提供了充足的掩護。183架飛機組成了當時世界上最有戰鬥力的艦載機群，向著目標——夏威夷群島上的珍珠港這個美利堅合眾國在太平洋上最主要的海空軍基地撲去。
日本時間12月8日淩晨3:19，飛抵珍珠港上空的日軍空中指揮官淵田美津雄海軍中佐得意地看著港區內那些巨大的鋼鐵靶標，發出了To、To、To連打的電令（突擊一詞的日語發音字頭假名）。4分鍾後，淵田中佐又得意的向機動艦隊旗艦航母赤城發出了著名的的電文“TORA、TORA、TORA，迄今為止人類曆史上規模最大的海空大戰正式開始了。
在夏威夷作戰中，日本海軍共投入了79架零戰21型參加戰鬥。由於日軍對珍珠港的偷襲達成了完美的戰役突然性，很少有美軍飛機起飛迎戰，這些零戰的主要任務就是在港區上空兜圈子等待艦攻和艦爆兄弟完活後再敲敲邊鼓往沒被擊毀的美國飛機上補上幾槍。
在與零星起飛的美軍飛機的交戰中，來自航母蒼龍號的菅波政治大尉率領8架零戰宣稱擊落了5架美機而自身毫無損失。參加第二波攻擊的航母蒼龍戰鬥機隊就運氣欠佳，分隊長飯田房太大尉的零戰被美軍防空炮火擊中負傷無法返航，他便主動駕機試圖撞擊停放中的美機，最終摔到了美軍機場的跑道上。因為他這個“戰果”，飯田大尉獲得了追晉兩級軍銜的待遇。
來自航母飛龍的零戰飛行員西開地重德一飛曹也運氣不佳。零戰被擊傷後，他便駕機在附近的你好島上迫降等待日軍潛艇救援。在島上，他得到了居住在當地的日裔的救助。但在數日後，在島上居民得知了珍珠港事件的真相後，在試圖捕獲西開地一飛曹時發生衝突，西開地重德本人在燒毀了他的BII-120號零式艦戰後被當地人擊斃。由於日裔居民對日軍飛行員的救助，此事便成為當時美國社會對日裔美國人的普遍的迫害行為的直接導火索。太平洋戰爭期間，美國國內對於日裔美國人的迫害當然是曆史事實，不過要說冤枉隻怕卻也未必就是了。
在順利結束夏威夷作戰之後的返航途中，聯合艦隊又命令第1航空艦隊抽調兵力支持在威克島作戰中被打的慘敗的日軍。機動艦隊司令長官南雲忠一抽調出戰鬥力很強的第2航空戰隊所屬飛龍、蒼龍兩艘航空母艦參戰。在占據了壓倒優勢的日本海空兵力麵前，威克島上的少量美國守軍進行了英勇的抵抗。僅剩下的兩架F4F戰鬥機雖然都被來自飛龍號航母的零戰所擊落，但仍然能在最後的戰鬥中擊落了兩架日軍艦攻。美軍在威克島的英勇戰鬥為太平洋戰爭初期一路高歌猛進的日本陸海軍留下了一個奇妙的注解。
戰爭初期，最能體現出零戰特點的莫過於日本海軍陸基航空兵對菲律賓的攻擊。
作為距離日本本土最近的美國陸海軍基地，不把菲律賓這顆釘子徹底拔掉，裕仁天皇都是要睡不著覺的。為了支持對菲律賓的作戰，在開戰前的幾個月，日本海軍就以曾經參加過中國戰場作戰的戰鬥機飛行員為骨幹，組建了台南航空隊和第3航空隊兩支純空戰部隊。問題是從日本所占領下的中國台灣基地到菲律賓的克拉克、尼科爾斯等重要空軍基地，空中航程大約需要500海裏。在20世紀40年代初，能具備超過900公裏作戰半徑的單發單座戰鬥機隻有2種，那就是日本海軍的零式艦戰和日本陸軍的1式戰鬥機。
這兩種機型同屬於遠程護航戰鬥機，都具備帶副油箱時超過1800海裏的最大航程。航程雖然勉強是夠了，但是以當時的技術水平，單座單發戰鬥機的洋上導航是個非常困難的課題。在500海裏的越洋飛行中，如果稍遇惡劣天氣或者導航失誤，對飛行員來說就是九死一生。更何況到菲律賓上空還將遭遇到日本海航從來沒有遇到過的全新的敵手，完全有可能遭遇到強烈的抵抗。台南空和3空是除艦隊航空兵以外日本海航最大的本錢，過大的損失嚴重影響未來的作戰。
為此，日本海軍第11航空艦隊（岸基航空兵）一度打算抽調輕型航母龍驤和春日丸（未來的航母大鷹）參戰，用來搭載零式艦戰為轟炸機提供護航。問題是這兩艘航母實在小了點，充氣量也就是能搭載40-50架作戰飛機，勉強夠一個航空隊用的，用於支持日軍計劃投入的第和高雄兩個航空隊100餘架遠程陸攻實在少了點。更何況3空和台南空的飛行員中接受過從航母上起降的訓練的實在不多，臨戰的突擊訓練也很難來得及。
最終，在3空副長兼飛行長柴田武雄少佐和飛行隊長橫山保大尉的建議下，兩個航空隊突擊進行了洋上飛行訓練，最麻煩的航程問題得以解決。