在舰艇遭到攻击的同时，负责对攻击机群进行掩护的制空队由于没有遇到对方的战斗机，于是分成 6 个编队对惠勒尔机场、希卡姆机场、福特岛和卡内欧赫海军航空站进行扫射压制，由于美军大部分飞机都整齐的排列在机场上，所以扫射攻击战果显著，大部分飞机都被击毁，仅卡内欧赫海军航空站停放着的 50 架 PBY 巡逻机就有31 架被击毁。埃瓦海军陆战队机场也遭到日军飞机的轰炸和扫射，机场上的陆战队员使用手中的各种武器向空中射击，有人甚至钻进俯冲轰炸机的后座用后部机枪进行射击，在这里他们击落了一架日军飞机，并击伤数架，但是机场上的 9 架F4F 战斗机、18 架俯冲轰炸机和 5 架勤务机被击毁，其余的飞机也都被击中无法起飞。希卡姆和惠勒尔机场的情况也相差无几，到处是被击毁燃烧着的飞机残骸和混乱中奔跑躲避和向空中射击的人们。不过日本人没对机场塔台、跑道等设施进行攻击，因此机场还能运作。
被攻击的美国海军航空站，稍远处是燃烧的地面设施和飞机，近处是被击毁的海军 PBY 巡逻机残骸。
从 0815 时开始，先是有 4 架陆军航空队第47 驱逐机中队 P-40 战斗机从未遭到攻击的哈来瓦机场升空，随后又陆续有 25 架 P-36 和 P-40 战斗机升空对稍后而来的进行第二波次攻击的171 架日军飞机进行拦截，但由于过于仓促而且协同不好，这些飞机中不少被对手或被地面火力击落。其中一位名叫约翰 .L. 丹斯的陆军航空兵中尉在混乱中先是驾驶一架 P-36 升空，但很快 就被己方的地面火力击落，逃生后的丹斯中尉迅速又找到一架 P-40 升空，但是旋即又被地面火力击中后坠落。0850 时，从惠勒斯机场起飞的 4 架 P-36 在比洛斯机场上空同 9 架日军战斗机发生格斗，事后美方宣称这次空战击落了 2 架日军飞机，但是也有一架美国飞机被击落。从加利福尼亚飞来的 12 架B-17 也卷入到战斗中，仓促间， 庞大笨重的 B-17 为躲避日军飞机的攻击而四散逃跑，结果有一架飞机被击落，3 架飞机被重创， 其中由雷蒙 . 斯文森上尉驾驶的飞机在降落时飞机上的信号弹被扫射的机枪子弹击中而爆炸，飞机后半部在它落地时断裂。已经紧急降落到机场上的飞机也遭到射击。而从“进取”号上飞来的那 18 架没有武装的 SBD 也闯入战场，旋即遭到日本战斗机的攻击，同时这些飞机还受到地面防空火力的攻击，因为把他们误认为是日本飞机了。这些首次在空中遭遇对手的海军作战飞机有 7 架
被击落的SBD。”进取“号上的 18 架SBD 同 B-17 机群一样闯到战场上，由于没有武装，结果只能被动挨打。不过加格利上尉还是在这种情况下尽可能地搜寻敌舰。
被击落，其余的 11 架飞机在拼命逃跑之后降落到福特岛机场上。该中队的加格尔上尉在降落后立即在地面加满油，并再次升空，试图寻找到日本航空母舰舰队，但是他飞出去 280 多公里后依然没有发现敌人，只好悻悻地返回一片狼藉的珍珠港。除了军用飞机遭到毁灭性的攻击外，檀香山的约翰 . 罗杰斯机场上的一架民用的 DC-3 客机也遭到了扫射，飞行员罗伯特. 泰斯不幸中弹，这架飞机上的其他人则都逃了出去。此外，几架当天在空中飞行的民用飞机也在日军攻击发起之后未能返回。女飞行教官科尼莉亚 . 福特在带着一名学员进行教学飞行时与第一波次的日军机群遭遇，幸好她反应很迅速，立即接管过飞机反方向钻进一个偏僻的山谷躲避，最后她驾驶飞机带着已经目瞪口呆的学员在日本飞机扫射的弹雨中强行降落在约翰 . 罗杰斯民用机场上，此外还有2 架民用轻型飞机在日本飞机开始进行俯冲之际被卷了进去，其中一架还遭到零战的射击，不过他们还是拼命逃了出去。
第一波次的攻击于 0830 时结束，除了渊田的座机留在云层上空继续观察形势外，其余的飞机开始返回，在第一波次中日军有 6 架飞机被击落，包括 5 架九七舰攻和 1 架九九舰爆，另外有3 架零战被击伤。
由“寇蒂斯”号水上飞机供应舰打捞上来的被击落的 D3A 九九舰爆的残骸
在两次攻击波之间相对平静的间隙，珍珠港内唯一可以行动的“赫尔姆斯”号驱逐舰抓到了一艘袖珍潜艇，并对其进行了攻击。随后在日军的第二攻击波开始时，一直在珍珠港入口附近搜索的“莫纳汉”号也找到了一艘袖珍潜艇，这艘潜艇正在对“寇蒂斯”号水上飞机母舰发射鱼雷，但是并未击中这艘舰。“莫纳汉”号向这艘潜艇冲了过去，而袖珍潜艇也向驱逐舰发射了第二枚鱼雷，躲开鱼雷攻击的“莫纳汉”号使用舰艏向袖珍潜艇进行撞击，并向其投放了深水炸弹，最终将其消灭，高速前进的驱逐舰随后冲到了一艘燃烧着的驳船上并搁在了上面。
被击落后坠落在一座建筑物旁的零战残骸，从机尾编号上看是属于”赤城“号的。
日本人的第二攻击波在第一攻击波起飞 40分钟后的 0715 时开始起飞，于 0854 时左右进入战场。这一波次以刚成立不久而训练程度较差的“瑞鹤”和“翔鹤”号组成的第 5 航空战队为主， 另外还有“赤城“和”加贺“号上的部分飞机， 由 81 架九九舰爆、54 架执行水平轰炸的九七舰攻和 36 架零战组成，相对于第一波次，第二波次的行动并不顺利，当他们飞到珍珠港上空时， 高空已经被断云笼罩，而且下方被炸毁的舰船和机场冒出的浓烟也遮挡了视线，尤其是此时美国人已经完全反应了过来，他们受到了远比第一攻击波攻击时猛烈的多的还击。在珍珠港事件中被击落的日军飞机大多数是属于第二波次。
珍珠港上空的防空炮火爆炸产生的烟团。日本的第二攻击波遇到了比第一攻击波猛烈得多的还击。
在他们开始攻击时，在第一攻击波中中了一条鱼雷的“内华达”号战列舰在一名操舵军士长的操纵下，在既无拖轮又无领航的情况下竟然绕过了正在燃烧的“亚利桑那”号驶向主水道，“内华达”号的行动吸引了日军飞机的注意力，因此该舰遭到了第二攻击波的猛烈攻击，被俯冲轰炸机投下的 6 枚炸弹击中舰艏和舰桥，为避免堵塞航道，“内华达”号在一号干船坞附近的医院角搁浅。由于“内华达”号将原本预定攻击在干船坞中的“宾夕法尼亚”号的轰炸机引开，因此“宾夕法尼亚” 号只受到轻微损伤，只有小艇甲板被一枚炸弹击穿。在浮动码头旁停泊的“肖”号驱逐舰的舰艏被一次猛烈爆炸削掉了舰艏，其舰长下令注水灭火时，这艘驱逐舰发生猛烈爆炸，同时在“宾夕法尼亚”前方的“卡辛“号和”唐斯“号驱逐舰的鱼雷和弹药引爆，这两艘驱逐舰则被完全炸毁而沉没在这艘战列舰面前。停泊在福特岛西北侧的”兰利“号轻巡洋舰也遭到重创。
正缓缓离开泊位准备进入主水道的“内华达”号战列舰，该舰是当时唯一一艘可以行动的战列舰。在第二攻击波到来时它遭到集中攻击，被迫搁浅。
从水中打捞上来的 B5N 的残骸。
