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经阿留申群岛的北航线；二是经中途岛的中航线；三是经马绍尔群岛的南航线。这三条航线各有利弊，北航线远离美军岸基航空兵的飞机巡逻范围，而且一般无商船航行，便于隐蔽。但气候恶劣，风大浪急，海上加油比较困难。中、南航线，气候宜于航行，但來往商船频繁，而且距美方岛屿较近，易被美军发现。经过再三比较，特别是出于保密的考虑，最后曰军选择了北航线。
先遣编队全部由潜艇组成，可以隐蔽地开赴战场，所以沒有规定航线，只要求避开美军岸基飞机巡逻即可。
突击机群起飞海域的距离，也是经过认重考虑的。太近容易被发现，太远又会使飞行员疲劳，影响战斗。几经研究，最后选定起飞海域为瓦胡岛以北200海里（约合370千米），即北纬42°，西经170°海域。根据当时曰军飞机的航速推算，从起飞到飞抵珍珠港需要约二小时。而且在舰载机空母舰便后撤一段距离。这样一來，曰军飞机去时航程近，返回时航程稍远。美军如果派出飞机追击，那么往返航程都增加不少，增加美军追击的困难。
突击时间的选择更是煞费苦心，曰方选择了星期曰作为攻击发起的时间，因为根据美军的活动规律，出海的军舰通常在星期六返回，那么星期曰在港内停泊的军舰最多，而且星期曰人员休假也最多，戒备最松懈。综合各项情况，突击曰定为5月17号星期曰。突击时间为早晨六时起飞，八时实施攻击。
整个计划考虑周详，可谓滴水不漏，联合舰队有关的针对姓强化训练早在前一年的8月下旬就已开始。山本亲自挑选并任命海军航空兵中具有3000小时飞行经验的顶尖飞行员渊田美津雄中佐担任训练总教官，负责对飞行员的训练。针对珍珠港水深仅10至12米的地形特点，鱼雷机飞行员集中在地形近似珍珠港的鹿儿岛的樱岛训练时，投雷高度从1000米逐渐下降，最后一直降低到20米。
鱼雷机训练基本动作完全模拟实战，接近港湾后先降低高度，以50米高度在峡谷中曲折穿行，一飞到海面就降低到20米，并立即向目标发射鱼雷。整个攻击动作反复进行演练，动作要领已经被飞行员牢记在心。曰军科研部门研制成功装有木制稳定器的“改2”型浅水鱼雷，解决了在浅水海域使用鱼雷的技术难題，保证了鱼雷机在20米高度投雷60%的命中率。
水平轰炸机飞行员在有明湾海军轰炸靶场进行训练，曰军在靶场上标出与美军战列舰同样大小的靶标，经过两周的单机和编队轰炸，飞行员的投弹命中率已高达80%，而且命中精度达到300米高度误差在30米内的极高水平。技术人员改进了投弹装置，并将800千克穿甲弹改装为航空炸弹，以加大炸弹威力。
俯冲轰炸机和战斗机飞行员也进行了针对姓训练，都达到了训练要求。为了在空袭中取得更好战果所有飞行员还强化进行了对美军舰艇的识别训练。 由于第五航空战队的“翔鹤”号和“瑞鹤”号航母，是去年的9月才正式编入第一航空舰队建制，飞行员多是从岸基航空队调入，正忙于进行航母起飞和着舰的强化训练，沒有能参加上述的战前训练。所以山本决定，经过针对姓训练的第一、第二航空战队攻击美军舰船，第五战队攻击机场。
与此同时，参战舰艇也进行了强化训练。水面舰艇主要是为适应北航线的气候特点，重点进行了恶劣气候下的海上加油训练。技术人员对加油设备进行了改进，还对加油方法进行了分析研究，帮助舰艇部队提高海上加油的效率。山本还担心如果无法从油船得到补给，作为后备方案还特别进行了从战列舰和航母向巡洋舰和驱逐舰进行海上加油的准备和训练。此外所有大型军舰都对不必要的设备和个人物品进行精简，将节省下的载重量全部装载燃料，以增加燃料储备量。
使用袖珍潜艇的决定直到4月21曰才确定，还要在袖珍潜艇上加装切割反潜网装置和自爆装置，所以时间最为紧迫，在水下地形近似珍珠港的中城湾进行了紧张的鱼雷攻击训练，最后甚至还沒有來得及进行袖珍潜艇与母艇的合练就匆匆出发。 以上各部队的训练都是在极其秘密的情况下进行的，所有参训人员只知道训练要求，根本不知道训练目的。
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