Les tensions entre le Japon et les États-Unis s’aggravent bien avant décembre 1941. Depuis l’occupation de la Mandchourie en 1931 puis le déclenchement de la guerre à grande échelle contre la Chine en 1937, Tokyo construit un empire en Asie orientale. Les dirigeants japonais veulent sécuriser des ressources et établir une « sphère de coprospérité de la Grande Asie orientale ». Les États-Unis soutiennent la Chine et refusent de reconnaître les conquêtes japonaises. Après l’occupation japonaise du sud de l’Indochine française en juillet 1941, Washington gèle les avoirs japonais et impose de fait un embargo pétrolier, mesure très grave pour un pays dépendant des importations d’énergie.
Les négociations diplomatiques échouent. Une partie du gouvernement japonais considère qu’un recul en Chine compromettrait les objectifs impériaux et l’autorité de l’armée. Le plan japonais vise donc à neutraliser rapidement la flotte américaine du Pacifique, puis à conquérir les territoires riches en ressources d’Asie du Sud-Est. Le 7 décembre 1941, l’aviation embarquée japonaise attaque la base de Pearl Harbor à Hawaï. Plusieurs cuirassés sont gravement endommagés ou détruits, mais les porte-avions américains ne se trouvent pas dans le port. Les infrastructures essentielles de réparation et les dépôts de carburant ne sont pas anéantis.
Le 8 décembre, les États-Unis déclarent la guerre au Japon. L’Allemagne et l’Italie déclarent à leur tour la guerre aux États-Unis le 11 décembre, conformément à un choix d’Hitler qui n’était pas automatiquement imposé par le pacte tripartite dans cette situation. Le conflit devient pleinement mondial. Presque simultanément, le Japon attaque les Philippines, Hong Kong, la Malaisie et plusieurs positions occidentales. Singapour tombe en février 1942 et les Indes néerlandaises sont rapidement conquises. Pendant quelques mois, l’expansion japonaise semble irrésistible.
Pearl Harbor est une victoire tactique spectaculaire mais un échec stratégique à long terme. L’attaque ne détruit pas la capacité industrielle américaine et provoque au contraire une mobilisation nationale massive. Les États-Unis disposent d’une économie plusieurs fois supérieure à celle du Japon et peuvent mener simultanément une guerre dans le Pacifique et en Europe. Roosevelt donne toutefois la priorité stratégique à la défaite de l’Allemagne, considérée comme l’adversaire principal. L’entrée américaine modifie donc définitivement le rapport de forces mondial : à partir de 1942, l’Axe affronte une coalition disposant d’une supériorité croissante en hommes, ressources, production et capacités logistiques.